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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

高压气体放电灯是气体放电灯的一类，它通过灯管中的弧光放电，再结合灯管中填充的惰性气体或金属蒸气产生很强的光线。hid具有以下特性1、效率高，它们可以把25～30%的输入电能转换为光输出。2、寿命长。辐射光谱具有可选择性。通过选择适当的发光物质，可使辐射光谱集中于所要求的波长上，也可同时使用几种发光物质，以求获得最优的组合光谱。3、光输出维持特性好，在寿命终止时仍能提供60～80%的初始光输出。hid的电极结构会对其等离子体通道的形成产生极大的影响，等离子体放电通道中的分叉现象将造成放电通道的不均匀, 这将进一步影响到脉冲氙灯的光辐出效果与劣化过程。本课题通过对hid电极和器件的设计提高其亮度、控制色温度、延长寿命以及电光转换。

国内外研究现状

20世纪40年代初，联邦德国奥斯兰公司发展研究中心实验室率先研究了稀有气体短弧光源的特性。目前, 一般的汽车前照灯还是采用卤钨光源,hid 汽车前照灯则采用高强度放电(high intensity discharge) 光源。1991 年德国建立了hid 汽车前照灯的标准, 1996 年正式批准了ece no.98 气体放电型前照灯和ece no.99 气体放电型光源两个ece 法规。欧洲高级轿车率先配备了由飞利浦公司研制的hid 汽车前照灯, 光源是35w 金属卤化物灯( 汽车行业称之为氙气hid 灯) , 如今日本采用hid 前照灯的车辆数已超过了欧洲, 我国也有逐渐采用的趋势。hid 光源的汽车前照灯被誉为21 世纪革命性汽车照明产。

脉冲氙灯与其它连续发光光源不同,它能在极短时间内发出很强的光。脉冲氙灯可以产生连续光源不能获得的极强的瞬时功率,从而获得极强的瞬时光输出,它是目前除激光器外最亮的光源。另外,该灯不象连续光源一样永远点燃,仅是周期性地瞬时发光,因此,脉冲氙灯不仅平均功率低,而且对被照目标和环境影响也比较小。脉冲氙灯是通过一个充电电容器使其放电来获得极短时间内的大能量。由于上述优点,脉冲氙灯广泛用于国防、科研和工业生产领域。如作为固体激光器的光泵、用于激光雷达测距、测速、激光打孔、激光焊接、医疗器械和摄影照明及光信号光源等。

2. 研究的基本内容

本课题用等离子模拟仿真软件OOPIC（Object Oriented Particle In Cell）中自带的程序修改电极电位值、电极位置坐标、电极方向等数据模拟设计的电极。电极阳极采用不同部位比重不同的钨，形状为前端圆台后端圆柱。阴极采用钍钨材料，采用尖端形状便于放电。通过调整气体浓度、压强等信息模拟氙灯中的环境。气压在冷态下需满足3.4个大气压以上。软件运行后可通过软件提供的各粒子分布图及其随时间变化和电场分布图来观察模拟效果，并分析放电特性。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

使用软件oopic（object oriented particle in cell）对hid（高强度气体放电灯）的器件结构、电极结构以及相关环境进行模拟。

进度安排：

4. 参考文献

Smith B.Overview of f lashlamp s and arc lamp s[ C] // Proc of S PIE .1986 , 609 :1-41 刘建军, 蒋宝财, 唐贤忠, 等.细长型高功率脉冲氙灯[ J] .中国激光, 2006 , 33(3):326-329 马永波, 彭述明, 龙兴贵, 等.影响高功率脉冲氙灯寿命的因素[ J] .强激光与粒子束, 2010 , 22(10):2483-2486 贾申利，李兴文 , 李瑞 , 刘建军 , 李海兵.高功率脉冲氙灯中的等离子体放电通道[A]