Металлогалогенные лампы

Копировальные устройства для экспонирования материалов, чувствительных к ультрафиолетовым лучам часто комплектуются металлогалогенными лампами, которые действуют по принципу дугового разряда в парах ртути высокого давления и галогенов (йодидов) металлов (диспрозия, галлия, натрия, кобальта, никеля, железа, свинца и т.д.). К таким материалам относятся формные пластины с копировальным слоем на основе диазосоединений или на основе фотополимеров, фотопленки, применяемые для работы в освещенном помещении, цветопробные материалы и др.

В копировальном оборудовании металлогалогенные лампы используются как точечные источники света, что необходимо для точной передачи мелких штриховых и растровых элементов при копировании изображения. Несмотря на большую мощность от 500 до 8000 Вт, галогенные лампы имеют сравнительно небольшие габариты и прямолинейную форму. Таким лампам нужно не менее трех минут, чтобы выйти на рабочий режим. Сразу после выключения невозможное быстрое повторное включение этих ламп, поскольку для этого нужен дополнительный разогрев электродов. Это важный недостаток ламп данного типа. Для того, чтобы его избежать, лампы в процессе горения или не выключают совсем, применяя специальные затворы, или используют электронные устройства, с помощью которых на электродах поддерживается нужна температура.

Ведутся исследование для создания новых высокоинтенсивных ме-таллогалогенных источников видимого излучения. Целенаправленный подбор элементов, которыми наполняют газоразрядную среду, позволяет сконцентрировать основную энергию излучения в определенной спектральной области и, таким образом, достичь значительного возрастания КПД и эффективно уменьшить время восстановления газоразрядной среды для повторного включения этих ламп.

В зависимости от назначения выпускаются металлогалогенные лампы двух разновидностей. Первая разновидность – это лампы с примесью галлия, имеющие максимумы излучения с длиной волн 410 и 420 нм. Они используются практически только для копирования на офсетные пластины с копировальным слоем на основе диазосоединений.

Спектр этих ламп показан на рис. 3.2.

Вторая разновидность металлогалогенных ламп – это лампы с примесью железа. Они создают более широкий спектр излучения в диапазоне от 350 до 450 нм (рис. 3.6). Такие лампы целесообразно использовать для экспонирования формных пластин со светочувствительным покрытием на основе фотополимеров, пленок, пригодных для работы при дневном свете, цветопробных материалов. Лампы можно использовать также для экспонирования формных пластин с копировальным слоем на основе диазосоединений, хотя мощность излучения с длиной волн 410 и 420 нм у них несколько меньше, чем у ламп с примесью галлия.

Рисунок 3.3 – Спектральная характеристика ламп с примесью галлия

Рисунок 3.4 – Спектральная характеристика ламп с примесью железа

Ассортимент металлогалогенных ламп, необходимых для оснащения копировального оборудования, велик. В рамах используются лампы различной мощности (от 0,5 до 8,0 кВт) с различными геометрическими размерами и конструкциями цоколя и токоподводящих элементов. И как следствие этих отличий – производство металлогалогенных ламп с различными электрическими параметрами их горения – рабочее напряжение и рабочий ток. Эти параметры лампы являются главными, определяющими при прочих равных условиях пригодность источника света для конкретной копировальной рамы.

В настоящее время существует около 200 разновидностей металлогалогенных ламп, производимых для оснащения копировального оборудования.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы применяются главным образом в репродукционных фотоаппаратах, контактно-копировальных станках, устройствах для просмотра изображений на оригиналах и фотоформах, в монтажных столах.

Под люминесценцией понимают способность ряда веществ излучать энергию, накопленную в пределах атома при переходе электронов с более высоких энергетических уровней на более низкие. В зависимости оттого, за счет какой энергии происходит возбуждение атома, различают фотолюминесценцию, хемилюмииесценцию, катодолюминесценцию и т.д.

Явление фотолюминесценции нашло широкое применение при создании источников излучения. Сущность фотолюминесценции состоит в фотовозбуждении люминофора – вещества с дефектами кристаллической решетки. Оно способно излучать в видимой зоне спектра (светить) как в процессе возбуждения, так и после – фотонами поглощенного УФ-излучения оптической части спектра.

Созданные на основе этого явления люминесцентные источники (лампы) представляют собой стеклянную трубку с откачанным воздухом (10^{-3 мм рт.ст.)}, внутри которой находятся небольшое количество ртути и малая доза инертного газа (аргона или криптона). Порошкообразные люминофоры наносят на внутреннюю поверхность трубки в виде тонкого равномерного слоя. Образующийся при включении электрический разряд в парах ртути дает линейчатый спектр, большая часть которого излучается в УФ-зоне на длине волны 254 нм. Это коротковолновое излучение ртути возбуждает видимое свечение люминесцентного покрытия внутри трубки. В зависимости от соотношения люминофоров в смеси люминесцентная лампа дает свечение голубоватого, желтоватого или белого цвета. Кроме излучения люминесцентного покрытия в свете люминесцентной лампы присутствуют и линии ртутного спектра, проникающие сквозь слой люминофора (рис. 3.1б)

После возникновения электрического разряда ртуть начинает испаряться, вследствие чего возрастает давление. Максимальная интенсивность излучения становится возможной после полного испарения ртути, а это означает, что для повторного включения лампы ее надо сначала охладить до полной конденсации ртути, пока давление не станет настолько низким, чтобы обеспечить новое включение (образование разряда).

В связи с низкой температурой розогрева (45-50 ^oС) во время свечения люминесцентные лампы называют источниками холодного свечения.

Максимальное излучение люминесцентных ламп лежит в пределах 330...420 нм.

Выпускаются люминесцентные лампы, излучающие белый или зеленый свет. Лампы с белым (близким к дневному) светом используют в репродукционных работах, связанных с цветными и черно-белыми оригиналами. Цветовая температура таких ламп 6500°К (по шкале Кельвина). В том случае, когда требуется максимальная разрешающая способность изображений, получаемых на фотоматериалах, может использоваться люминесцентная лампа с зеленым светом. Такая лампа дает излучение в более узком диапазоне длин волн, что позволяет уменьшить хроматическую аберрацию объективов репродукционных систем. Чем уже спектральная характеристика источника света, тем выше разрешающая способность оптической системы репродукционного фотоаппарата. С другой стороны, люминесцентные лампы зеленого света пригодны только для черно-белых оригиналов, так как не содержат излучений всех длин волн, входящих в цветное изображение.

Мощность излучения люминесцентных ламп с единицы поверхности невелика. Поэтому для получения необходимой интенсивности света используют длинные трубки. Выпускаются люминесцентные лампы мощностью от 10 до 350 Вт в форме прямоугольных рамок.

Эти лампы достигают максимальной мощности излучения сразу же после включения.

Спектр излучения белых люминесцентных ламп на рис. 3.4

Спектр зеленых люминесцентных ламп типа представлен на рис. 3.5.

Рисунок 3.5 – Спектральная характеристика белых люминесцентных ламп

Рисунок 3.6 – Спектральная характеристика зелёных люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют ряд положительных свойств:

выделяют малое количество тепла и потому не требуют охлаждения;

практически сразу после включения обеспечивают максимальное излучение (отсутствует период нагрева);

потребляют сравнительно мало электроэнергии.

Люминесцентные лампы более экономичны дольше служат по сравнению с лампами накаливания.

Существенным недостатком люминесцентных ламп является то, что они дают сравнительно много рассеянного излучения. Поэтому их рекомендуют использовать при применении пластин с позитивным копировальным слоем, который разлагается под действием рассеянного излучения. Эти лампы менее пригодны для экспонирования негативных копировальных слоёв, где нужен точечный источник излучения (в таком случае применяют металогалогенные лампы, которые дают более равномерное излучение). Если же учесть то, что на полиграфических предприятиях нередко используют пластины как с копировальными слоями, которые фоторазлагаются, так и с теми, что фотозатвердевают, становится понятным, почему большей частью предприятия, которые производят копировальное оборудование, отказываются от использования люминесцентных ламп в экспонирующих установках.

Важным недостатком их является недостаточная мощность.

Ртутные лампы высокого давления

Эти лампы применяются главным образом для сушки красок и лаков на оттисках в печатных машинах. Излучение ламп находится в коротковолновой ультрафиолетовой области спектра.

Лампы заполнены инертным газом (аргоном) под низким давлением, а также небольшим количеством ртути. После зажигания разряда в лампе ртуть начинает испаряться и давление в лампе повышается. Максимальная интенсивность излучения лампы достигается после полного испарения ртути. Для повторного включения лампы её необходимо сначала охладить до полной конденсации ртути, пока давление не станет достаточно низким для того, чтобы обеспечить новое включение (образование разряда).

Мощность таких ламп от 1000 Вт для малоформатных машин до 15000 Вт для машин большого формата и высокой производительности. Чтобы обеспечить эффективную сушку оттисков на машинах высокой производительности, используют несколько мощных ламп подобного типа.

По форме это прямолинейные лампы большой длины, достаточной для того, чтобы перекрыть с запасом максимальную ширину печатной продукции.

Спектр излучения ртутных ламп представлен на рис. 3.6

Рисунок 3.7 – Спектральная характеристика ртутных ламп

Выбор источника света состоит в оптимизации основных его вышеперечисленных показателей.

Выбор оптимального источника излучения экспонирующего устройства является важным фактором для качественного изготовления офсетных печатных форм из предварительно сенсибилизированных пластин на алюминиевой основе. Во время экспонирования в копировальном слое формной пластины происходит физико-химический процесс образования скрытого изображения, которое переходит из фотоформы (диапозитива, негатива) на копировальный слой пластины. Процесс экспонирования имеет целью максимально точно воссоздать геометрические размеры растровых и штриховых элементов в виде печатных и промежуточных элементов печатной формы.

Одной из основных условий нормального хода процесса экспонирования является соответствие максимума спектра излучения источника света экспонирующей установки максимуму спектра поглощения копировального слоя формной пластины. Это значит, что наиболее эффективно фотохимическая реакция фоторазложения или фотозатвердение копировального слоя формной пластины проходит при условии, если спектральная кривая источника излучения и кривая спектральной чувствительности копировального слоя максимально соответствуют друг другу. Это означает, что источник излучения экспонирующей установки должен соответствовать свойствам светочувствительного копировального слоя формной пластины. Меньше всего соответствуют друг другу спектральные характеристики копировальных слоёв формных пластин и дуговых и ксеноновых ламп. По значению интенсивности света в актиничной зоне спектра наиболее подходящими для экспонирования предварительно сенсибилизированных пластин являются люминесцентные лампы и металогалогенные лампы.

Некоторые фирмы оснащают свое копировальное оборудование так называемыми безозонными источниками света. Материалом колбы безозонной лампы служит кварц с примесями, удерживающими коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Это излучение при долгом и интенсивном воздействии вызывает образование озона (О3) из кислорода воздуха.

Лазеры

Слово "лазер" составлено из первых букв английского выражения Light amplification by stimulated emission of radiation, что означает: усиление света с помощью вынужденного излучения.

Лазер – источник (генератор) когерентного электромагнитного (оптического) излучения, формируемого путем вынужденного (стимулированного) излучения микрочастиц (атомов, молекул) вещества.

В лазере энергия, например тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в энергию электромагнитного поля – лазерный луч. При таком преобразовании часть энергии неизбежно теряется, но важно то, что полученная в результате лазерная энергия обладает несравненно более высоким качеством. Качество лазерной энергии определяется ее высокой концентрацией и возможностью передачи на значительное расстояние. Лазерный луч можно сфокусировать в малое пятно диаметром порядка длины световой волны и получить очень высокую плотность энергии, превышающую плотность энергии ядерного взрыва. Лазерный луч является самым емким носителем информации и в этой роли – принципиально новым средством ее передачи и обработки.

Для генерации лазерных колебаний необходимо:

· использование квантовой структуры (системы) с избирательным «заселением» (возбуждением) одного или нескольких энергетических уровней, позволяющих обеспечить инверсию населенностей (избыточную концентрацию возбужденных микрочастиц);

· создание путем внешней электрической или оптической накачки активной среды, обладающей избыточной концентрацией возбужденных микрочастиц и способной существенно усиливать электромагнитное (оптическое) излучение;

· помещение активной среды в оптический резонатор, обеспечивающий эффективное возбуждение и систематическую генерацию лазерных колебаний путем многократного отражения оптического (лазерного) луча и, как следствие, положительной обратной связи, систематически подпитывающей (регенирующей) лазерные колебания.

Поиск по сайту: