引言

　　GLED采用了有别于现有放电灯常用的放电模式，创新了一款具有白炽灯外观、节能灯效果、无极灯寿命的新型电光源。如何确认GLED新颖的工作机理?如何认识GLED在电光源演化进程中的地位?如何评价GLED在照明市场的不可忽视的价值?这些困惑只有在GLED有了e旋进放电的理论之后才会迎刃而解!

　　气体放电存在多种方式，主要有：正柱放电、负晕放电、正晕放电、空心阴极放电等等。本文结合示意图对相关放电方式作简要的评述，示意图中：a 为阳极、c为阴极、 Ra 为阳极半径、Rc为阴极半径。

　　1　正柱放电

　　正柱放电是建立在平行电极、匀强电场的基础上，呈现负阻特性。正柱放电的工作区域都少不了阴极位降区、负辉区、法拉弟暗区、正柱区、阳极区等明暗相间的区域。其中正柱区是主要的工作区域，放电功率也主要取决于正柱区的长度，普通的管形荧光灯就是采用了正柱放电的工作方式。(见图1)

　　2　负晕放电

　　假设电极结构中以大直径圆筒作阳极，以小直径圆筒作阴极。此时阴极附近的电场强度很大，电晕层发生在阴极附近，称为负晕放电。在负电晕层中会产生强烈的激发和电离。显然，这种负晕放电方式适合做原子光谱分析。(见图2)

　　3　正晕放电

　　如果电极结构与负晕放电相反，即以大直径圆筒作阴极，以小直径圆筒作阳极。此时阳极附近的电场强度很大，电晕层发生在阳极附近，形成正晕放电。值得一提的是，如果极间电场分布的不均匀性达不到要求，正晕放电就不可能发生。那么，为要产生正晕放电，阴极的有效半径Rc和阳极的有效半径Ra的比值Rc/Ra的临界条件为多少呢?经过理论推导可知：Rc/Ra=e，(e为自然常数)。当Rc/Ra>e时放电成正晕形式，且放电具有正阻特性，放电是稳定的;当Rc/Ra

　　4　空心阴极放电

　　假定电极结构与正晕放电相似，即以大直径圆筒作阴极，以小直径圆筒作阳极。电子从热点出来后，由于非匀强电場的作用，大部分电子的速度方向并不指向阳极，它们将沿抛物线轨道：在朝向阳极的空间受到电埸的加速，在背离阳极的空间受到电埸的减速，结果将绕着阳极杆做来回往复的振动，这就是所谓的空心阴极放电。它有很大的放电电流密度，很低的电极位降。(见图4)

　　5　e旋进放电

　　5.1 GLED的灯芯

　　气体发光二极管，即GLED，是一种综合采用正晕放电和空心阴极放电的新型放电灯。GLED的灯芯特征在于：阴极具有内腔结构，阳极杆居于阴极内腔的中央;阳极到阴极间分布辐射状的非匀强电场，阴极的有效半径和阳极的有效半径之比大于自然常数e。

　　5.2 环形阴极

　　GLED现有的型号有T、F、H、Λ、Ω、Θ等等，它们除了体现正晕放电和空心阴极放电的巳有特征外，由于阴极采用环形的内腔结构，圆筒状密闭阴极对正离子的束缚就获得了解放，除了电子绕着阳极振动外，正离子也可绕着阴极振动。

　　5.3　e旋进放电

　　极间电场分布的不均匀性达到要求时，阳极到阴极的辐射状态的电场分布不仅滿足了正晕放电和空心阴极放电的条件，而且产生了意想不到的e旋进放电过程。

　　就GLED的灯芯结构而言，产生空心阴极放电时电子绕着阳极杆振动，其环绕的半径因激发和电离(还有电场力)将逐渐减小，最终落入阳极杆。这一环绕振动的轨道不得不认定为e形螺旋轨道，环绕振动的结果不得不认定为e形螺旋放电;由于阴极的设置采取环状的开放形式，带正电的阳离子绕着环形阴极的热点将遵循同样的机理进行着e形螺旋轨道的e放电过程;在这里仔细分析e放电还可发现：由于带电粒子间的相互作用，带电粒子在做一个e形螺旋轨道放电的过程中每一瞬间还有别一个的e形螺旋轨道的推进，即e旋进放电。(见图5)

　　5.4放电球

　　GLED内特有的弧光放电球就是汞离子在绕着环形阴极热点进行的e放电产生的。由于e放电还具有旋进的特征，泡壳内就会出现一个浑然一体的弧光放电球。GLED的品质取决于环形阴极上可见的弧光放电球和阳极杆上不可见的电子晕，其中阳极杆上是否出现除了不可见的电子晕以外可见的非金属负离子的正电晕，将是GLED的制程是否达标的重要判据。

　　5.5功率

　　正柱放电灯的功率由管压决定，换句话说由管长决定。GLED的功率却由弧光放电球的大小决定，而弧光放电球的大小是随着e旋进放电的电流强度的大小而变化。换句话说，GLED的功率由管流决定;在管泡不变的情况下，由于工作电流的不同可以有多种不同的功率选择。

　　6　旋进法则

　　e旋进放电的结果意味着带电粒子对电极的轰击溅射较弱，实现了所谓的软着陆 ;加上发射物质的回返效应，导至阴极的寿命很长。GLED在外观上可以做的与白炽灯相似，但不是白炽灯的简单重复，灯内综合了节能灯的优势，是在更高基础上的再现;从白炽灯到白炽灯式的GLED，验证了事物发展的螺旋规律，尤其是事物在一个螺旋式发展的每一瞬间又有别一个的螺旋式推进的法则。

　　e旋进放电根植于空心阴极放电，但却高于这种放电方式，从而导致了GLED的诞生，同样遵循了事物发展的旋进法则。

　　可以认为，e旋进放电理论将为GLED奠定可靠的基础;e旋进放电理论还将是气体放电描述的新的一页。

　　GLED-气体发光二极管

　　作者简介:

　　陈索然，早年就读于厦门大学物理学系，从教32年，退休后被聘为福州协特来照明有限公司技术顾问。本文为放电灯研发的肤浅心得，若有关注可直接联系。

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