Lamparas de tungsteno-halogena Introduccin Fuentes de luz incandescentes, incluyendo las versiones ms antiguas con filamentos de tungsteno y carbn, as como los nuevos, lmparas de tungsteno-halgeno ms avanzado, se han empleado con xito como una fuente de luz de alta fiabilidad en microscopa ptica por muchas dcadas y continan siendo uno de los mecanismos de iluminacin de la opcin para una variedad de modalidades de imagen. Mayores luces equipadas con filamentos de alambre de tungsteno y relleno de gas inerte argn se utilizan con frecuencia en los microscopios de los estudiantes para obtener imgenes de claro y contraste de fase, y estas fuentes pueden ser lo suficientemente brillante suficiente para algunas aplicaciones que requieren de luz polarizada. lmparas de tungsteno son relativamente baratas (en comparacin con muchas otras fuentes de luz), fcil de reemplazar, y proporcionar la iluminacin adecuada cuando se combina con una difusin de vidrio esmerilado filtro. Estas caractersticas son los principales responsables de la gran popularidad de las fuentes de luz incandescentes en todas las formas de microscopa ptica. lmparas de tungsteno-halgeno, el diseo ms avanzado en esta clase, generar una distribucin continua de luz a travs del espectro visible, aunque la mayora de la energa emitida por estas lmparas se disipa como calor en las longitudes de onda infrarroja (ver Figura 1). Debido a su emisin relativamente dbil en la porcin ultravioleta del espectro, lmparas de tungsteno-halgeno no son tan tiles como lmparas de arco y lser para el examen de muestras que deben ser iluminados con longitudes de onda inferiores a 400 nanmetros.

Varias variedades de lmparas de tungsteno-halgeno son la fuente de la iluminacin incandescente por defecto (y son proporcionados por el fabricante) para la mayora de los microscopios y la investigacin a nivel de

enseanza comercializados en todo el mundo. Son excelentes para el examen claro, microfotografa, y la imagen digital de las clulas de colores y cortes de tejido, as como numerosas aplicaciones de la luz reflejada para la fabricacin industrial y el desarrollo. La luz polarizada microscopios utilizados para la identificacin de partculas, anlisis de la fibra, y las medidas de birrefringencia, as como la rutina de aplicaciones geolgicas petrogrficas, por lo general el uso de alta potencia lmparas halgenas de tungsteno para proporcionar la intensidad de luz necesaria a travs de polarizadores cruzados. Estereomicroscopios tambin se aproveche de esta fuente de luz en todas partes, tanto de nivel de entrada y modelos avanzados. Para obtener imgenes de clulas vivas con la mejora de las tcnicas de contraste (principalmente contraste de interferencia diferencial ( DIC ) y contraste de fase) en microscopios compuestos de transmisin de luz, la luz de la fuente ms comn actualmente en uso es el de 12 voltios, 100 vatios, lmpara halgena de tungsteno. En experimentos a largo plazo (por lo general, los que requieren cientos de miles de captura de imgenes), esta lmpara es especialmente estable y est sometido slo a niveles menores de fluctuacin de la produccin espacial y temporal en condiciones normales de funcionamiento. Las primeras lmparas incandescentes comerciales equipados con los filamentos de tungsteno se introdujeron en el ao 1900. Estos filamentos avanzada, lo que podra ser puesto en loop, en espiral, y funcionar a temperaturas muy altas, resultaron ser mucho ms verstiles que sus predecesores basados en carbono y osmio. lmparas de carbono sufren de evaporacin rpida del filamento a temperaturas superiores a 2500 C y, por tanto, debe ser conectado a tensiones ms bajas para producir la luz que tiene una temperatura de color relativamente bajo (amarillo). Por el contrario, el tungsteno tiene un punto de fusin de aproximadamente 3.380 C y se puede calentar a casi esta temperatura dentro de un sobre de cristal para generar la luz que tiene una mayor temperatura de color y vida til que cualquiera de las materias utilizadas anteriormente para los filamentos de la lmpara. La mayor preocupacin con las lmparas de tungsteno es que, durante la operacin normal, el filamento continuo se evapora para producir gases de tungsteno que poco a poco reduce el dimetro del filamento y, finalmente, se solidifica en el interior de la ampolla como negras, depsito de holln. Con el tiempo, la salida de la lmpara disminuye a medida que los residuos de los depsitos de tungsteno en las paredes sobre interior crece ms grueso y absorbe cantidades crecientes de las longitudes de onda ms corta visibles. Del mismo modo, la prdida de tungsteno del filamento se reduce el dimetro, dejndola tan delgada que en ltima instancia falla. -Lmparas halgenas de tungsteno se desarrollaron por primera vez en la dcada de 1960 mediante la sustitucin de la bombilla tradicional, con una dotacin de rendimiento de cuarzo superior que ya no era esfrica, pero de forma tubular. Adems, pequeas cantidades de vapor de yodo fueron sellados en el interior del sobre. Sustitucin del punto de fusin de vidrio

inferior de cuarzo era necesario porque el ciclo de regeneracin del halgeno de la lmpara (que se examinan en detalle ms adelante) requiere de la dotacin que se mantiene a una temperatura alta (por encima de los tolerados por el vidrio ordinario) para evitar que los compuestos de halgeno de tungsteno de solidificacin en la superficie interior. Debido a los nuevos componentes, estas lmparas avanzada se refiere originalmente para el uso del trmino: cuarzo-yodo . Aunque las lmparas que contienen halgenos representado una mejora significativa sobre el tungsteno bombillas normal que sustituye, las nuevas lmparas present un ligero tinte rosado caracterstico de vapor de yodo. Adems, el cuarzo es fcilmente atacado por los lcalis suaves formado durante la operacin, lo que lleva al fracaso prematuro de la misma dotacin. En los aos siguientes, los compuestos de bromo, yodo y sustituye el sobre fue fabricado con las nuevas aleaciones de vidrio de borosilicato para producir las lmparas de halgeno, tungsteno tener ms tiempo la esperanza de vida y aumento de la produccin radiante. arriba ^El ciclo regenerativo halgeno Como se mencion anteriormente, en las lmparas incandescentes tradicionales, gases de tungsteno vaporizado del filamento se transporta a travs de la fase de vapor y continuamente deposita en las paredes interiores de la ampolla de vidrio. Este artefacto sirve para ennegrecer las paredes internas de la bombilla y poco a poco reduce la salida de luz. Con el fin de mantener la prdida de luz en los niveles ms bajos posibles, filamentos de las lmparas convencionales de tungsteno se encuentra en grandes focos que tienen superficie suficiente para minimizar el espesor de los depsitos de tungsteno que se acumula durante la vida til de la lmpara. Por el contrario, el sobre tubulares en lmparas halgenas de tungsteno se llena con un gas inerte (o nitrgeno, argn, kriptn, xenn o) que se mezcla durante el montaje con una pequea cantidad de un compuesto halgeno (por lo general bromuro de hidrgeno, HBr ) y traza los niveles de oxgeno molecular. El compuesto halgeno sirve para iniciar una reaccin qumica reversible con tungsteno se evapora del filamento para producir molculas gaseosas oxyhalide tungsteno en la fase de vapor. gradientes trmicos formados como resultado de la diferencia de temperatura entre el filamento caliente y el sobre refrigerador contribuir a la interceptacin y el reciclado de tungsteno para el filamento de la lmpara a travs de un fenmeno conocido como el ciclo de regeneracin del halgeno (ilustrado en la Figura 2). Por lo tanto, el tungsteno vaporizado reacciona con el bromuro de hidrgeno para formar halogenuros gaseosos que son posteriormente re-depositado en las reas ms fras del filamento en lugar de ser acumulado lentamente en las paredes internas de la dotacin.

El ciclo de halgeno regenerativa puede ser diseccionada en tres pasos fundamentales que se describen en la Figura 2. Al inicio de la operacin, sobre la lmpara, el relleno de gas halgeno vaporosa, y el filamento se encuentran inicialmente en equilibrio a temperatura ambiente. Cuando se aplica energa a la lmpara, la temperatura del filamento aumenta rpidamente su temperatura (en las proximidades de 2500 a 3000 C), una secuencia de eventos que tambin calienta el gas de relleno y el sobre. Finalmente, la dotacin alcanza su temperatura de funcionamiento estable, que oscila entre 400 a 1000 C, dependiendo de los parmetros de la lmpara. El diferencial de temperatura entre el filamento y el sobre crea gradientes trmicos y las corrientes de conveccin en el gas de relleno. Una vez que la dotacin alcanza una temperatura de aproximadamente 200 a 250 C (dependiendo de la naturaleza y la cantidad de vapor de halgeno), el ciclo comienza de halgeno regenerativa. tomos de tungsteno se evapora del filamento (vase la figura 2 (a)) reaccionan con el vapor de gas halgeno y el nivel de trazas de oxgeno molecular para formar oxihalogenuros de tungsteno (Figura 2 (b)). En lugar de condensacin en las paredes calientes interior del sobre, los compuestos oxyhalide se distribuyen por las corrientes de conveccin de nuevo a la regin que rodea el filamento donde se descomponen, dejando de nuevo de tungsteno elemental depositado en las regiones ms fras del filamento (Figura 2 (c) ). Una vez libre de tungsteno combinado, oxgeno y compuestos de halogenuros difusa de nuevo en el vapor para repetir el ciclo de regeneracin. el reciclaje continuo de tungsteno metlico de ida y vuelta entre la fase de vapor y el filamento mantiene un grosor de alambre ms uniforme de lo que sera posible. Los beneficios del ciclo de halgeno regenerativa incluyen la posibilidad de utilizar pequeos sobres que se mantienen en buenas condiciones de limpieza, caja libre durante la vida til de la lmpara. Debido a que la dotacin es ms pequeo que los utilizados en las lmparas de tungsteno convencionales, cuarzo caro y aleaciones relacionados con el vidrio puede ser econmicamente ms empleados durante la fabricacin.Los sobres de

cuarzo ms fuertes permiten una mayor presin interior del gas que se utilizar para ayudar en la supresin de la vaporizacin del filamento, lo que permite aumentar la temperatura del filamento que producen la salida ms luminosa y los perfiles de cambio de las emisiones que cuentan con una mayor proporcin de las longitudes de onda visibles ms deseable. Como resultado, las lmparas de tungsteno-halgeno conservar su brillo original durante toda su vida y tambin convertir la corriente elctrica a la luz de manera ms eficiente que sus predecesores. En el lado negativo, los vientos de tungsteno vaporizado y re-depositado por el ciclo del halgeno regenerativa no se devuelve a su ubicacin original, sino hasta en los mejores regiones del filamento, lo que resulta en el grosor desigual. Con el tiempo las lmparas fallan debido al grosor del filamento disminuy en las regiones ms calientes. De lo contrario, las lmparas de tungsteno-halgeno podran figurar la esperanza de vida casi infinita. Las primeras investigaciones revelaron que la adicin de sales de flor para el vapor de sellado dentro de las lmparas de tungsteno-halgeno producido la salida con el mayor nivel de longitudes de onda visibles, y tambin se depositan en las regiones reciclado de tungsteno del filamento con temperaturas ms altas.Este descubrimiento infundi esperanza de que los filamentos de tungsteno se podra mantener en un espesor ms uniforme a lo largo de una vida dramticamente creciente de estas lmparas. Adems, el cambio de perfil de salida de la lmpara de emisin a longitudes de onda son ms visibles era muy conveniente en comparacin con la menor temperatura de color que ofrece lmparas similares que tienen compuestos alternativos halgeno (yodo, cloro y bromuro). Por desgracia, los compuestos de flor se descubrieron a atacar agresivamente vidrio (nota que el cido fluorhdrico es comnmente usado para grabar vidrio) que conduce a una falla prematura de la dotacin. Por lo tanto, los compuestos de flor no son tiles para las lmparas comerciales. Como consecuencia, el bromuro de los compuestos mencionados anteriormente son todava el reactivo de eleccin para la produccin de lmparas de tungsteno-halgeno, pero los fabricantes de lmparas seguir investigando la aplicacin del nuevo relleno de gas halgeno y mezclas de estas fuentes de luz de gran utilidad. arriba ^salida espectral y temperatura de color lmparas de tungsteno-halgeno incandescentes funcionan como radiadores trmicos, lo que significa que la luz es generada por el calentamiento de un cuerpo slido (el filamento) a una temperatura muy alta. Por lo tanto, cuanto mayor sea la temperatura de funcionamiento, ms brillante es la luz ser. Todas las emisiones de las lmparas de tungsteno exposicin basada en los perfiles espectrales que se asemeja a un radiador de cuerpo negro, y el perfil de salida espectral de las lmparas de tungsteno-halgeno es cualitativamente similares a las de las lmparas de tungsteno y carbn incandescente de filamento. La mayora de la energa emitida (hasta un 85 por ciento) se encuentra en las regiones del infrarrojo y del infrarrojo cercano del espectro, con 15-20 por ciento de caer en lo visible (400-700

nanmetros), y menos del 1 por ciento y en las longitudes de onda ultravioleta (por debajo de 400 nanmetros). El sobre de cristal suave de las lmparas incandescentes normales absorbe la mayor parte de la radiacin ultravioleta generada por el filamento de tungsteno, pero la dotacin de slice de cuarzo fundido, lmparas de tungsteno-halgeno absorbe muy poco de la luz ultravioleta emitida por encima de 200 nanmetros. Una parte significativa de la energa elctrica consumida por los filamentos incandescentes de alambre de tungsteno se emite en forma de radiacin electromagntica que abarca la regin de longitud de onda entre 200 y 3000 nanmetros. Matemticamente, el aumento de la radiacin total como la cuarta potencia de la temperatura del alambre, el cual cambia la distribucin espectral de cada vez ms cortos (visible) longitudes de onda en un perfil en forma de campana como se aumenta la temperatura (ver Figuras 1 y 3). A pesar de que las longitudes de onda de pico tienden a ser redistribuidos desde el infrarrojo cercano ms cercano a la regin visible, con temperaturas de filamento ms alto, el punto de fusin de tungsteno no permite que la mayora de la radiacin de la salida a cambiar en la regin espectral visible. A las temperaturas de funcionamiento ms alta prctico, la emisin mxima est centrada en aproximadamente 850 nanmetros con un 20 por ciento de la produccin total que la luz visible. longitudes de onda de infrarrojos, que comprenden la mayor parte de la salida, debe ser disipada como calor no deseado. Como resultado, en comparacin con el espectro de la luz del da (5000 K) emitidos por el mercurio, xenn y halogenuros metlicos de lmparas de arco, las porciones de color rojo del espectro siempre predominan en las lmparas de tungsteno-halgeno.

En el caso de un ideal de cuerpo negro del radiador, la temperatura de color que se percibe es igual a la real (medida) la temperatura del material del radiador. En la prctica, sin embargo, la radiacin total expuesto por las fuentes de emisin comunes (como las lmparas incandescentes) es menos de lo que podra esperarse de un cuerpo negro. La temperatura del color se expresa en grados Kelvin ( K ), mientras que la temperatura medida real es ms prctica, expresada en grados Celsius ( C ). Los dos nmeros difieren

en 273,15 unidades lineales de grados, con el valor de la igualdad de Kelvin a grados Celsius Plus 273.15. Las temperaturas ms altas de colores corresponden a ms blanco de luz que se asemeja ms a la luz del sol, mientras que las temperaturas de color ms bajas tienden a cambiar los colores a tonos amarillos y rojizos. Tungsteno no es un cuerpo negro verdadero en el sentido de que la emisin total de radiacin es menor de lo que se observa en el caso ideal, sin embargo, el tungsteno es un emisor de mejor (y ms se aproxima a un cuerpo negro verdadero) en el ms corto, en la regin de longitud de onda visible que en las longitudes de onda ms larga. Por una parte considerable de la gama de longitudes de onda visibles, la temperatura de color de tungsteno es ms alta que la verdadera temperatura equivalente en grados Celsius. As, para una temperatura del filamento medida de 3000 C, la temperatura del color es de aproximadamente 3080 K. El lmite de temperatura de color de tungsteno est determinada por el punto de fusin, que es un poco ms de 3350 C o aproximadamente 3550 K. En resumen, como radiadores incandescentes, lmparas de tungstenohalgeno generan un espectro continuo de luz que va desde el ultravioleta central a travs de lo visible y en las regiones de longitud de onda infrarroja (vanse las figuras 1 y 3). En comparacin con el espectro de emisin de la luz solar y un radiador de cuerpo negro terica 5.800 K (como se presenta en la Figura 3 (a)), las regiones de mayor longitud de onda siempre predominan en las lmparas de tungsteno-halgeno. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura del filamento de una lmpara de tungsteno-halgeno, los turnos de emisin de luz perfil de longitudes de onda para que la temperatura se acerca al punto de fusin limitacin de tungsteno, la proporcin de longitudes de onda visible emitida por el aumento sustancial de la lmpara. Este efecto se ilustra en la Figura 3 (b) la normalizacin de la distribucin de salida de la radiacin de la lmpara a una temperatura de color de 2800 K y K 3300 al flujo luminoso mismo. Adems de contar con una proporcin significativamente menor de la radiacin en las longitudes de onda infrarroja, la K 3300 presenta una curva de salida mucho mayor en las longitudes de onda visibles. volver al principio ^Caractersticas fotomtricas Las caractersticas fotomtricas para evaluar el desempeo de las fuentes de luz son algo inusual en que dos sistemas de unidades existen en paralelo para definir las variables importantes asociados con la radiacin y la salida espectral. La fsica del sistema fotomtrico trata a la luz simplemente como la radiacin electromagntica en trminos de luminosidad (brillo) relacionada con unidades de longitud y ngulo, y se mide en vatios. El fisiolgicos sistema fotomtrico tiene en cuenta la manera en que un ojo humano hipottica evala la fuente de luz. Como cada ojo humano responde un poco diferente al espectro de luz visible, la vista estndar ha sido definido por la convencin internacional. La caracterstica principal de esta norma es la sensibilidad a los colores diferentes de luz sobre la base de

una respuesta mxima a 550 nanmetros (verde-amarillo) de luz, medida en unidades de lmenes en lugar de vatios. El sistema fisiolgico es adecuado si el detector de luz es el ojo humano, una cmara digital, pelcula fotogrfica, o algn otro tipo de dispositivo que responde de manera similar. Sin embargo, este sistema no funcionar si la luz bajo anlisis cae en el ultravioleta o regiones de infrarrojos que son invisibles para el ojo humano. En este caso, el sistema fotomtrico fsico debe ser empleado para las mediciones y anlisis. Tungsteno-halgeno Especificaciones Microscopa de la lmparaClasificado Clasificado Potencia Voltaje (W) (V) 10 6 20 6 30 6 30 12 50 12 100 12 Luminosa Filamento Flujo Tamao (Lm) W x H (mm) 150 1,5 x 0,7 480 2,3 x 0,8 765 1.5 x 1.5 750 2,6 x 1,3 1000 3.0 x 3.0 3600 4,2 x 2,3 Promedio Duracin de la vida (Horas) 300 100 100 50 1100 2000

Tabla 1 Presentan en la Tabla 1 se las especificaciones elctricas, las dimensiones del filamento, el perodo de vida normal, y la salida fotomtricas para varias de las lmparas halgenas de tungsteno ms popular actualmente utilizados en la microscopa ptica. Entre los trminos ms importantes utilizados para comparar estas lmparas son el flujo luminoso , que es la luz total emitida, medida en lmenes . flujo luminoso aumenta en proporcin a su equivalente fsico fotomtricas en vatios. Otra importante cantidad, conocida como la intensidad luminosa , es que parte del flujo luminoso que se mide con un ngulo slido en una sola direccin. Intensidad luminosa, que tiene unidades de candelas , se utiliza para evaluar el rendimiento de la lmpara en un sistema ptico. Las lmparas tambin son valorados en trminos deeficacia luminosa con lmenes por vatio de energa elctrica (en relacin fisiolgica y los sistemas fsicos) para determinar la eficiencia con la que se convierte la energa elctrica a la radiacin visible. El mximo terico de la eficacia luminosa es 683 lmenes por vatio, pero en la prctica, lmparas de tungsteno-halgeno suelen alcanzar un lmite de 37 lmenes por vatio. Con el fin de entender ms claramente las caractersticas elctricas de las lmparas de tungsteno-halgeno, las siguientes generalizaciones normalmente se pueden aplicar: para cada cambio del 5 por ciento en el voltaje aplicado a la lmpara, la vida es o doble o la mitad, dependiendo de si la tensin es disminuido o aumentado. Adems, cada cambio del 5 por ciento en el voltaje es acompaada por un cambio del 15 por ciento en el flujo luminoso, un cambio del 8 por ciento en el poder, un cambio de 3 por ciento en los actuales, y un cambio del 2 por ciento en la temperatura de color. volver al principio ^reflector Lmparas Una gran variedad de diseos de lmparas de halgeno de tungsteno incorporar reflectores integrales que sirven para reunir de manera eficiente

frentes de onda de luz emitida por la lmpara y dirigirlos en el sistema de iluminacin de una manera organizada. Denominado lmparas reflectoras (ver Figura 4), estas unidades de pre-ensamblados ya se han aplicado como iluminadores externa para aplicaciones estereomicroscopa. La luz del iluminador se puede dirigir a cualquier regin de la muestra con una gua de luz de fibra ptica flexible. lmparas de reflector varan ampliamente en el diseo con respecto a las caractersticas del reflector y la geometra, as como la alineacin de la lmpara dentro del reflector. Sin embargo, todas las lmparas reflectoras de incorporar lmparas de composicin nica, que se montan en el centro del eje ptico reflector con la base de cemento en el vrtice del reflector. configuracin del filamento es generalmente determinada por las caractersticas requeridas por el rayo ptico sistema en particular para los que se dirige la lmpara. Todos los diseos de filamentos, como transversales, longitudinales, y el plano central, se utilizan en las lmparas reflectoras. lmparas reflectoras son generalmente relacionada con portalmparas con alfileres molibdeno proyectar hacia el exterior de la parte posterior del espejo y se montaron con recubrimientos cermicos. En algunos casos, las conexiones por cable especializados se utilizan para separar espacialmente el contacto elctrico de la fuente de calor (la lmpara). Debido a que las lmparas reflectoras suelen ser incorporado como parte de un sistema ptico alineado precisamente, la conexin elctrica slo se usa ocasionalmente como parte de la montura. Hay varios mtodos para reflectores de montaje, incluyendo la incorporacin de un soporte en el borde frontal del reflector, presionando en la parte posterior de la clausura del reflector, centrando el borde del reflector en un cono, y ajustar el borde del reflector en una parada angular. En la mayora de los casos, el diseo de la base del reflector y el mecanismo de montaje se utiliza para designar la clase particular de una lmpara reflectora. El dimetro exterior de la abertura frontal del reflector es el criterio decisivo para lmparas reflectoras, y dos tamaos bsicos han sido establecidos por los fabricantes.Estos son designados MR 11 y MR 16 , con las letras es la abreviatura de reflector de metal y los dgitos se refiere al dimetro del reflector en octavos de pulgada. Por lo tanto, la RM 16 lmpara reflectora tiene un dimetro de aproximadamente 50 milmetros mientras que la RM 11 lmparas tienen un dimetro de casi 35 milmetros.

reflectores de tungsteno-halgeno estn diseadas para cualquiera de enfoque o enfocar la luz emitida por la lmpara, como se ilustra en la Figura 4. Centrndose reflectores concentran la luz en un pequeo lugar (el centro) en el eje ptico central a una distancia determinada del reflector (vea la Figura 4 (b)). Este tipo de reflector est diseado con una geometra elptica, que requiere que el filamento de la lmpara se colocar en el primer punto focal del elipsoide de modo que el haz de luz proyectado se concentra en el segundo punto focal. En el diseo de linternas de los reflectores de enfoque, el criterio ms importante es el montaje de la lmpara a la distancia apropiada de la abertura de entrada del sistema ptico. reflectores colimadora tienen una geometra parablica con el fin de generar un haz paralelo de las caractersticas del haz de luz con que se definen por los parmetros de la lmpara y el tamao del reflector (vea la Figura 4 (c)). El ngulo del haz emergente es principalmente determinado por el tamao de las lmparas de incandescencia y la apertura libre del reflector. En la mayora de los casos, un filamento axial de todo el ncleo garantiza un haz simtrico. Los reflectores son generalmente fabricado de cristal, pero algunos tambin se hacen con aluminio. Sus paredes interiores puede ser liso o estructurado con aspectos de control de distribucin de la luz.Estructura interna vara de fino, apenas visible para los granos grandes facetas, azulejos (vea la Figura 4 (a)). En reflectores de cristal, la superficie interior del reflector est cubierta con cpula (por lo general por la deposicin de vapor) para obtener las

propiedades de reflexin necesaria. La estabilidad dimensional de los reflectores de vidrio es superior a la de los reflectores de metal y la capacidad de elegir los materiales especficos de recubrimiento, incluyendo aquellos que pueden cambiar el carcter espectral de la luz reflejada, hace que estos reflectores mucho ms verstil. reflectores de metal son mucho ms fcil y ms barato de fabricar, pero estn limitados en el control de salida espectral y son ms propensos a las fluctuaciones de las tolerancias geomtricas durante la operacin. Si todo el espectro de la radiacin emitida por la lmpara es necesario, o en los casos en que la luz infrarroja es til, reflectores de metal o reflectores de vidrio con una capa delgada de oro son la opcin ptima. No obstante, cuando la reflexin propiedades especficas debe ser utilizado para seleccionar las longitudes de onda a travs de la interferencia de pelcula delgada capas dicroicas de reflectores de cristal son ptimas. Estas capas consisten en aproximadamente 40 a 60 capas muy delgadas, cada uno slo un cuarto de longitud de onda de la luz de grosor y est compuesto de alternar los materiales que tienen un bajo ndice de refraccin y alta. Ajuste fino del espesor y el nmero de capas permite a los diseadores para generar una amplia variedad de caractersticas de salida espectral. Entre las lmparas de reflector dicroico, el ms til para la microscopia que se denomina una fra luz del reflector, porque slo la luz visible en la regin de longitud de onda de 400 a 700 nanmetros se enva al sistema ptico (Figura 4 (d)).longitudes de onda infrarroja irradian a travs de la parte trasera del reflector y son bombeados fuera de la linterna con un ventilador elctrico. La aplicacin adecuada de los reflectores de luz fra reduce la carga trmica global sobre el sistema de iluminacin y produce la luz que se pueden grabar con cmaras de pelcula y digitales. ^ volver al principiode tungsteno-halgeno de construccin de la lmpara La anatoma bsica de una lmpara de halgeno de tungsteno de composicin nica de uso comn para la iluminacin en microscopa ptica se ilustra en la Figura 5. La longitud total se mide desde el extremo de la varilla de la base hasta el punto de sellado tubo de escape. Un criterio importante para el posicionamiento de la lmpara con respecto al sistema de la lente colector es el centro de luz de longitud (Figura 5 (a)), que se localiza el centro del filamento de un plano de referencia definido en la base de la lmpara. Otros parmetros importantes son el dimetro del bulbo (parte ms gruesa de la dotacin), la anchura pizca de la base (por lo general ligeramente mayor que el dimetro del bulbo), y las dimensiones del campo de filamento (altura y anchura). El tamao efectivo de la fuente de iluminacin utilizado en el diseo del sistema ptico de salida est determinado por la altura y el ancho del filamento (el campo de filamentos).Las tolerancias y la posicin del campo de filamentos son fundamentales y no debe diferir en ms de un milmetro de la lmpara es el eje de simetra (definido por el plano de los pernos de la base y la lnea central de la lmpara). campo de las tolerancias de filamentos estn

diseados para una arquitectura de incandescencia en particular y se debe medir cuando el filamento est caliente. La alta temperatura de operacin en exceso de lmparas de tungstenohalgeno requieren sustancialmente ms fuerte y ms grueso sobres transparentes que los de tungsteno y las lmparas convencionales de carbn. slice fundido de cristal de cuarzo es el material estndar utilizado en la fabricacin de lmparas de tungsteno-halgeno, porque este material puede soportar temperaturas sobre hasta 900 C y presiones de acercarse a 50 atmsferas. En general, la calidad ptica de los sobres de la lmpara de cuarzo es considerablemente menor que la de los bulbos de vidrio soplado para la fabricacin lmparas incandescentes convencionales. Este artefacto se debe al hecho de que el cuarzo es ms difcil de procesar (principalmente debido al punto de fusin ms alto). El cuarzo blanco de sobres de la lmpara que comienza como un tubo cilndrico que es el primer corte a la longitud apropiada antes de que un pequeo tubo de escape se adjunta. Ms adelante en el proceso de fabricacin, despus de que el plomo y los pernos de filamentos se insertan y se pellizc, el sobre se llena con el gas apropiado y compuestos halgenos antes de que el tubo de escape se retira y se sella en un proceso denominado chivatazo , lo que deja una visible mancha en el sobre. -Lmparas halgenas de tungsteno utilizadas en microscopa generalmente tienen el defecto de cierre punta en la parte superior del sobre en una regin que no interfiere con la calidad ptica de la luz emitida por la lmpara (Figura 5 (a)). El interior de la lmpara elementos estructurales prefabricados (filamento, conector de aluminio, y los pernos) se insertan en el tubo de cuarzo antes de las patillas plomo sellado hermticamente en el sobre por pellizcos. La superficie externa de la pizca se forma para garantizar la mxima resistencia mecnica.

Despus de que el pasador de cables queden atrapados (este proceso se lleva a cabo mientras que el sobre se lava con un gas inerte para evitar la oxidacin) de la bombilla se llena a travs del tubo de escape con el gas correspondiente que contiene 0.1 a 1.0 por ciento de un compuesto de halgeno. El inerte de gas relleno puede ser de xenn, criptn, argn o nitrgeno, as como una mezcla de estos gases con el peso atmico promedio ms alto en consonancia con el arco de la resistencia deseada. El halgeno empleados para la lmparas de tungsteno-halgeno utilizan en microscopa es generalmente HBr, CH 3 Br, o CH 2 Br 2 . La lmpara de alta presin interna se logra llenando el sobre a la presin deseada y sumergir la lmpara en nitrgeno lquido para condensar el gas de relleno. Despus de sellar el tubo de escape en la punta de cierre, el gas de relleno se expande cuando se calienta a la temperatura ambiente. De alto rendimiento lmparas halgenas de volframio producidos por Osram (Sylvania en los Estados Unidos) cuentan con Xenophot es la tecnologa que sustituye kriptn gas xenn, que tiene una masa atmica mayor que el criptn y el relleno de otros gases. Xenon proporciona una mejor supresin de vaporizacin de tungsteno, permite a las altas temperaturas de incandescencia, y aumenta la eficacia luminosa en un 10 por ciento (que corresponde a un aumento de la temperatura de color de 100 K). lmparas Xenophot se comercializan utilizando las siglas HLX , que se deriva de los trminos H alogen, L ow tensin, y X meno. La mayora de las lmparas de tungsteno-halgeno utilizado en microscopios de investigacin estn equipadas con lmparas Osram Sylvania HLX / o su equivalente. El tungsteno es siempre utilizado para fabricar filamentos de alambre en las lmparas incandescentes modernas. Con el fin de ser aptos para lmparas de tungsteno-halgeno, el alambre de tungsteno primas deben someterse a un complejo de dopaje y el proceso de tratamiento trmico para otorgar la ductilidad necesaria para la transformacin y para asegurar que el filamento no distorsione lo largo de perodos prolongados de altas temperaturas durante el funcionamiento de la lmpara. El cable tambin debe ser rigurosamente limpiarse para evitar que los gases nocivos de ser emitido despus de la lmpara ha sido sellado. La longitud del cable de filamento est determinada por la tensin de servicio, con tensiones superiores que requieren de mayor longitud. El dimetro es dictada por los niveles de potencia de la lmpara y el tiempo de vida deseada. Los altos niveles de energa requieren ms gruesos filamentos, que tambin son mecnicamente ms fuertes. geometra del filamento es en gran parte responsables de las propiedades fotomtricas de las lmparas de tungsteno-halgeno. Las lmparas utilizadas en microscopa por lo general cuentan con una geometra plana filamento de ncleo en el que por primera vez el cable se enrolla en forma de una barra rectangular, y luego aplastado por el eje longitudinal. En lugar de ser especificados en trminos de dimetro y longitud, filamentos planos de ncleo se mide por la longitud y la anchura de la parte plana del filamento y el espesor de la forma rectangular. caractersticas de emisin de

luz de lmparas de incandescencia plano central se apartan significativamente de los de otras geometras.La parte ms sustancial de la luz emitida es irradiada perpendicular a la cara plana del filamento, que se alinea con la ptica de la coleccin para un mximo rendimiento. Algunos diseos de lmparas de incandescencia especializados cuentan con una plana de ncleo en el que la superficie emisora de luz es cuadrada. Estas lmparas son las fuentes de iluminacin preferida en la microscopia de luz transmitida. Uno de los factores crticos en la fabricacin de lmparas de halgeno, tungsteno es sellar los elementos internos para aislarlos de la atmsfera externa. Alambres (pins molibdeno; Figura 5 (b)) sobresalen de la base de la lmpara, a travs del sello, para colocar y fijar la lmpara en un enchufe que se conecta a una fuente de energa. El aspecto ms importante de la creacin de un sello es la diferencia en los coeficientes de expansin trmica entre el cuarzo y los cables de filamento de tungsteno. El cuarzo tiene un bajo coeficiente de expansin muy mientras que la de tungsteno es mucho mayor. Sin un sellado adecuado, el plomo en los cables que rpidamente se expanden cuando la lmpara se caliente y romper el vidrio de los alrededores. En las lmparas de tungsteno-halgeno moderna, un papel muy fino de molibdeno (2 a 4 milmetros de ancho y 20 micrmetros de espesor 10; la figura 5 (b)) se incrusta en el cuarzo y cada extremo de la lmina se suelda al molibdeno corta la conexin de cables que a su vez soldado a la incandescencia y alambres de alfiler. El molibdeno se utiliza en el selloporque la definicin de los bordes de afeitar que pueda ser incorporado de manera segura en el cuarzo durante la operacin de apriete.Lmparas que se utilizan para la funcin de la microscopa de una sola base termin con alfileres o molibdeno se proyecta desde el pellizco o clavos de tungsteno que estn internamente unidas a la lmina de molibdeno, como se describe anteriormente. La distancia entre los pernos es estndar, con valores tpicos siendo 4 y 6.35 milmetros (designados como G4 y G6.35; G para el vidrio). Pin dimetros varan de 0,7 a 1 milmetro. Debido a que la lmpara de tungsteno-halgeno tecnologa de fabricacin es tan avanzado mucho en este punto, la vida de una lmpara tpica termina repentinamente, por lo general al encender una lmpara de filamento fro. Durante el curso de un promedio de vida, las lmparas de tungstenohalgeno avanzada no ennegrecen y se someten a cambios menores en las caractersticas fotomtricas de salida. Al igual que las lmparas incandescentes otros, tiempos de vida de tungsteno-halgeno de la lmpara se determina por la tasa de evaporacin del tungsteno del filamento. Si el filamento no tiene una temperatura constante a lo largo de toda la longitud del cable, sino que tiene regiones de temperatura mucho ms alta producida por el espesor uniforme o variaciones estructurales internas, a continuacin, el filamento por lo general se producir un error debido a la rotura prematura en estas regiones. A pesar de tungsteno vaporizado es regresado al filamento por el ciclo de regeneracin del halgeno (discutido anteriormente), el

material es, por desgracia depositado en las regiones ms fras del filamento y no los puntos calientes crticas en las que generalmente se produce adelgazamiento. Como resultado, es prcticamente imposible predecir cuando un filamento particular, se producir un error en las lmparas que funcionan continuamente. En las lmparas que se enciende y se apaga con frecuencia, es seguro asumir que se producir un error en algn momento cuando se encienda. ^ volver al principiode tungsteno-halgeno de linternas y fuentes de alimentacin -Lmparas halgenas de tungsteno se pueden funcionar con fuentes de alimentacin, ya sea con corriente continua o alterna, pero la investigacin de aplicaciones de uso de microscopa de nivel ms corriente directa ( DC fuentes de alimentacin). Las fuentes de alimentacin ms avanzado para lmparas de tungsteno-halgeno funcin de trazado de circuito especializado que garantiza la estabilizacin actual y rizado suprimida. La fase crtica para una lmpara de tungsteno-halgeno es cuando el voltaje es aplicado por primera vez a un filamento fro, un perodo en que la resistencia del filamento es de aproximadamente 20 veces menor de lo que est a temperatura normal de funcionamiento. As, cuando la tensin de alimentacin es de forma instantnea aplicada a la lmpara de ponerlo en marcha, una muy alta corriente de flujos de inicial (hasta 10 veces mayor que en estado estacionario, denominado avalancha actual) que poco a poco baja a medida que la temperatura del filamento y aumentar la resistencia elctrica. El actual nivel mximo se alcanza en unos pocos milisegundos de inicio, pero suele ser ms en aproximadamente medio segundo. Desafortunadamente, la corriente de entrada de alta producida durante el arranque en fro tiene un efecto negativo sobre la esperanza de vida de la lmpara. Especializada circuitos de suministro de energa (a menudo referido como un arranque suave del circuito) se utiliza para compensar las elevadas corrientes de conexin en la mayora de las aplicaciones avanzadas (incluido el microscopio) para los que las lmparas halgenas de wolframio se emplean para llevar a cabo las mediciones radiomtricas.

Ilustra en la Figura 6 es una tpica portalmparas de 100 vatios de tungstenohalgeno de transmisin utilizados en aplicaciones de microscopa de luz. El portalmparas est equipado con rejillas de ventilacin que permiten que las corrientes de conveccin para baar la luz con el refrigerador de aire durante el funcionamiento. Un reflector metlico que recubre el interior de la linterna ayuda del reflector esfrico para dirigir el mayor nivel posible de flujo luminoso en el sistema de la lente colector para la entrega al tren microscopio ptico. Este portalmparas avanzada contiene un soporte de la lmpara de repuesto y una herramienta de reemplazo de plstico que el operador puede utilizar para sujetar la cubierta de la lmpara durante la conmutacin de la lmpara. Ajustes a la posicin de la lmpara en relacin con el reflector esfrico y el eje ptico de colector se puede hacer con los tornillos Allen que traducen la base de montaje.El portalmparas se une al iluminador del microscopio con una brida de montaje de propiedad que las parejas la linterna a un pie o un microscopio invertido (aunque la mayora de linternas no son intercambiables de una marca de microscopio a otro). Un infrarrojos (calor) filtro delante de la lente sistema colector absorbe una cantidad considerable de radiacin no deseada, y filtros adicionales por lo general se puede insertar en la trayectoria de la luz (con ranuras de soporte del filtro en el iluminador de microscopio) para absorber seleccionados bandas de longitud de onda visible, modifica temperatura de color, o agregar densidad neutra (la reduccin de la amplitud de la luz). La mayora de linternas microscopa no estn equipados con un filtro de difusin, pero a menudo son necesarias para lograr una iluminacin uniforme en toda la Viewfield y se colocan generalmente en el iluminador de microscopio por el fabricante.

Contribuir Autor

Michael W. Davidson - Laboratorio Nacional magntica de alto campo, 1800 Oriente Dr. Paul Dirac, La Universidad Estatal de Florida, Tallahassee, Florida, 32310.