CN1052844C - 氖放电灯工作过程的控制方法 - Google Patents

Abstract

介绍了一种操作汽车停车氖灯工作过程的方法。调节灯压，再控制电源的频率和脉冲宽度，可以提高灯的效率，同时使灯的色度向符号合汽车标准的方向偏移。这样做的结果是制成一个小而效率高的光源，光源的光可加以反射和聚焦，光的颜色适宜作汽车警戒灯用。

Description

氖放电灯工作过程的控制方法

本发明涉及电灯，特别涉及稀有气体放电灯。更具体地说，本发明涉及氖放电灯工作过程的一种控制方法。

汽车停车灯通常是安置在反光罩内红色透镜后面的钨丝灯。反光罩将所有或大部分的光引向透镜，使其透过透镜，但发射出去的只是光的红色部分。从本质上来说，滤光作用一定会降低这种设计的能量利用率。一般尾灯，当白光灯提供给红色滤光片的光能过强时，会出现热点。在偏离热点处，灯光显得缺少白色或黄色，变得更红，同时光强减弱。因此一般汽车停车灯的光，其颜色和强度横贯其车灯表面变化着。这些变化在汽车设计人员看来很不美观。因此，普遍都要求汽车停车灯具有一定的效率，而且特别要求汽车停车灯在光色和光强方面分布均匀。

大家知道，氖灯能产生红光，因而有可能制成无需滤光片的汽车停车灯。但有一些问题应该解决。一般氖标志灯采用直径1厘米或2厘米的长管，里面装有漫射的氖气等离子体光源。这类灯的耗电量小，输入电压一般为1100-1200伏，电流只有几个毫安。这类灯发出的光是漫射的，光强低，色度不符合汽车的技术标准要求。为达到适用的能见度，光必须经过反射和聚焦，使其向下集中照射路面，但直径有1-2厘米的漫射光源是不能使其有效反射或聚焦的。因此需要有一个直径小、光强高的氖停车灯。

窄管氖灯是大家都知道的。这种灯的管径可能只有几个毫米，电极都很小，输出功率非常低。这些灯用在艺术广告中，原本就是按只有几英尺的观测距离设计的。小直径灯管产生的光量不足，用在汽车上时产生的能见度不够。另一种作法是，可以将窄的中心管与封包着大型电极的宽阔端部连接起来。电极较大，是可以提高所供应的电能的，而且不会未到时间就腐蚀，但电极较大会在灯的端部形成大的暗点。电极大而暗的端部在汽车设计人员们看来不美观。

SAE(美国汽车工程师学会)规定了可用作停车和警告照明的特殊红色光。一般氖标志灯发出的光太橙，不能满足SAE的要求，因此需要有一个在光色上满足SAE的色度要求的氖灯。一般氖灯为简化启动过程加了水银，但装有水银的灯在寒冷的环境中很难启动。因此需要有一个无水银而符合SAE色度要求的氖灯。

下列美国专利介绍了现有技术的一些实例。

1938年7月12日专利权授予L.J.Bristow等人关于光线医疗器械的美国专利2,123,709介绍了用以治疗探测体腔的折叠式窄氖管。

1959年2月17日专利权授予G.F.Klcpp等人关于电气体放电管的美国专利2,874,324介绍了一种压力约25毫米汞柱的氖放电装置。通过选择装置外壳的大小和灯压，装置的电压可调节得足以补偿装置中因温度引起的特性曲线变化的最佳状态。

1988年12月20日专利权授予Valery A.Godyak关于控制放电灯的工作过程以获取正伏安特性的***和方法的美国专利4,792,727介绍了一种用灯座电子加热电流和出现时间比气体扩大散时间还快(例如一般约1微秒)的附加脉冲电离流下工作的气体放电灯。该专利建议采用频率为3333赫的激励波和1微秒的脉冲宽度。灯的工作电流为264毫安。

1992年12月10日专利权授予Takchiko Sakurai等人关于稀有气体放电荧光灯装置的美国专利5,072,155公开了一种亮度和效率都高的复印机灯。Sakurai建议在充有氙、氩或氪气的灯中采用脉冲电源，其中脉冲周期小于150微秒，周期时间大于脉冲的5％，以防电极溅射变质，且小于脉冲周期的70％，以便有能量输入时使光输出达最大值。

上述气体能发射出激发荧光被覆层以产生可见光的紫外线。

本发明的汽车停车氖灯，内径小于或等于5毫米，里面充有加压至50～220乇的氖气，这种氖灯加上频率10-20千赫(或更高)、脉冲持续时间5～20微秒的脉冲直流电流就可以有效地工作，发出可见光，同时保持灯光的色度在汽车照明的红光适当区。

因此本发明的目的是提供一种氖放电灯工作过程的控制方法，使得氖灯在发出可见光的同时保持灯光的色度在汽车照明的红光适当区。

根据本发明的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，灯的内部直径大于或等于2毫米并且小于或等于10毫米，充满氖气，压力大于10乇并且其中无水银，基本纯没有氩，氪和氙，有两个和氖气接触的电极，该方法包括：

施加足够电场强度的直流脉冲来引出电子使氖气电离，脉冲的持续时间是5-20毫秒，提供频率为5-50千赫，这样相对于产生相对较橙色发射的被电离的氖的相对能级状态，脉冲持续时间和脉冲频增强了产生相对较红色发射的被电离的氖气的相对能级状态，从而发射光的整体色度坐标落在由色度坐标(0.65，0.33)，(0.67，0.33)，(0.72，0.26)，(0.73，0.27)所定义的红色区域内。

图1示出了汽车停车氖灯一个最佳实施例的部分剖视图。

图2示出了在不同压力下容许的SAE红光区和氖灯色度图表。

图3示出了氖灯在不同的长度和压力下根据实验计算出的寿命线恒定的最佳长度/压力关系曲线。

图4示示了三个波形在不同频率下产生的每瓦烛光的最佳计算曲线拟合。

图5示出了在不同脉冲宽度和不同频率下工作的灯的每瓦烛光的最佳计算曲线拟合。

图6示出了在不同的脉冲宽度和不同频率下工作的灯的每瓦烛光的三维曲线。

图1示出了汽车停车氖灯的一个最佳实施例部分剖开的示意图。

汽车停车氖灯10是由管形外壳12、第一电极14、氖气充填料22和第二电极24装配成的。管形外壳12可以由硬玻璃或石英制成细长管的通常形状。在最佳实施例中，外壳材料的选择很重要。一般的氖标志灯，压力低，放电强度小。外壳的管件由易于形成所要求的标志的弯曲主体或形状的铅或石灰玻璃制成。接着将这些弯管充以填充料并密封。

这些玻璃在放电强度更强的更高温度下工作时会将铅或其它化学物质散发到所封包的空间中。于是玻璃失去光泽或发暗，或者气体的化学性能变了，从而使灯有颜色变了。另一方面，采用纯石英是不容许的，因为纯石英的晶体结构使氖能渗透出石英。氖的漏泄取决于灯温和气体压力，因此灯的压力越高时，氖漏泄得越快，从而使压力和颜色都发生变化。氖漏泄时还会在光和电气方面发生变化。因此，理想的玻璃应该是不失去光泽或在工作温度下不漏气，而且还应该能阻止氖通过外壳壁漏出。适用的一种玻璃是硅酸铝玻璃，这种玻璃可由Corning玻璃厂供应，一般叫做1724型玻璃。一般认为，1724硬玻璃阻止氖损耗的性能接近最佳状态。

外壳12的内径16可取2.0～10.0毫米的范围，较理想的内径16约为3.0毫米。内径与灯的工作情况有关。举例说，若内径小于工作温度下氖离子的平均自由程的一倍或两倍，则壳壁会吸收全部予等离子体的能量。于是启动和保持灯工作所需要的电压就过量了。若壳壁较大，例如，为氖离子平均自由程距离的许多倍，则氖离子能将离开等离子体心核足够长的距离以产生附加频率。于是壳壁不吸收剩余的发射，且不起压制二次发射电子的作用(发白炽光)。壳壁较理想的厚度18可取1.0～3.0毫米的范围，最好在1.0毫米左右。这时外径25可取4.0～16毫米的范围，最好取5.0毫米。管形外壳的总长度取12.7～127厘米(5～50英寸)的范围。总长度可由设计人员自己选用。

管形外壳12的一端是第一密封端。第一密封端中封装有第一电极14。较理想的密封端是将第一电极14装在硬玻璃材料中的压式密封圈。第二密封端位于管形外壳12的另一端。第二密封端可取基本上与第一密封端同样的结构，以类以的方式装入第二电极24。

电极效率和电极的持久性对整个灯的性能很重要。较理想的电极的区别特征在于，其发射率预料可在高温下在灯的较长使用寿命中发挥作用。经外壳的密封空间中可以***一个钼棒式电极，电极棒内端的四周围安置和支撑有一个杯形件。杯形件可以由钼、镍或钽制成，呈轧制圆筒体的形状。本申请人更示于采用管形的金属截面。将金属管卷绕或焊接到电极棒上可以更容易制取杯形件。一般认为，钽耐久性最大，镍则最易于加工以进行测试。从商业的角度看，一般认为选用钼合理些。

电极尖端与杯形件内壁之间的部位可被覆上或充以最好逸出功低于杯形件的导电材料。填充材料最好是逸出功低的电子发射体的组成物，也可以是个消气剂。较理想的电子发射体是氧化铝和锆组成的消气材料，叫做Sylvania8488。这种材料是水和丙酮组成的浆料，由大约以重量计分别为4％的氧化铝粉、36％的锆和15％的粘合剂制成。镍杯形件环绕着电子发射体尖端，比电极棒的最内部分伸入管形外壳的电子发射体材料中更远一些。可能会从电子发射体尖端溅出的电子发射材料或电极材料必须装在杯形件的延伸部分中。

较理想的气体填充料22是超纯的科研级优质的氖气。本申请人发现，要使灯的颜色恰当，填充料的纯度和灯的干净程度很重要。同样，理想的灯是不采用水银的。尽管水银降低了放电灯中需用的启动电压，但水银也给输出的光谱增加了大量的蓝光和紫外光。本申请人发现，水银，即使只有百万分之几，也会影响灯的颜色，使其难以满足SAE对红光的要求。此外，以水银为主要填充料的灯在寒冷的环境中很难启动，这正是汽车灯所不希望有的。再有，一般认为水银是可能有害于环保的物质，为慎重起见，在实际可行的情况下应最大限度地减少或不用它。同样，其它气体也可以充入灯中，但通常发现，其它气体使光谱带色，而且通常使灯的颜色坐标值偏离SAE的容许范围。大家知道，小量的氮，例如1％左右，可以降低所需要的工作电压。通常可以含有小量其它物质，但这样做不理想。

气体填料22的压力影响灯输出的颜色。填充料的压力增加时往往会抑制初始电子发射之后的电子发射。于是输出光的色度成为初始为所选脉冲宽度和频率所激发的色度的可能性更大，从而使白热发光现象和由此引起的各种电子发射大幅度减少。图2示出了氖气在不同压力下的色度图。提高压力缩短了电子之间的碰撞时间，从而使发射电子的整个氖物质更加向红光部分偏移。SAE的要求可以概括成图2的四边形26。SAE红光区的四角坐标分别为(0.65，0.33)、(0.67、0.33)、(0.72，0.26)和(0.73，0.27)。调节压力，可以影响发光的颜色。压力低于10乇时，色度正好在SAE范围外。本申请人认为，任何高于10乇的压力因此都可用以产生SAE的红光。70乇时，灯的色度达到(0.6622，0.3259)的最佳色度值。氖气在220乇下时，色度值(.6696，.3243)也几乎同样好。随着压力的下降，发出的光具有变橙的倾向。下面列出了其它试验压力下的色度值：

压力        X       Y

5乇     0.6596  0.3361

10乇    0.6652  0.3304

25乇    0.6623  0.3238

40乇    0.6679  0.3267

70乇    0.6622  0.3259

130乇   0.6717  0.3276

220乇   0.6696  0.3243

一般情况下氖气填充料22的压力为大于10乇，而其优选值则可以在10～220乇的范围。在50乇上下的压力下，电极具有溅射的倾向，使灯变色，功能输出强度下降，溅射物质与壳壁的相互作用使灯有崩裂的危险。压力对灯使用寿命的这种影响部分取决于灯的长度(电弧间隙)。相反，随着氖气压力的增加，镇流器为驱动电子通过氖气必然要提供更多的能量，从而使灯的经济性较差。氖气压力在300乇以上的灯由于硬件和运行费用都增加，一般都认为不太实用。

图3示出了氖灯根据实验计算出来的极佳曲线，氖灯在各种不同的长度和压力下的使用寿命线恒定。曲线28表示一组试验寿命大致相同的灯根据实验计算出的最佳曲线拟合。对符合曲线28、具有如图所示长度和压力的灯进行了试验，发现它们的寿命达2000小时，能经受800,000次的启动。灯的其它寿命标准也有类似恒定的寿命线。线28以下和以左区域的灯，其电极的溅射速度更快。线28以上和以右区域的灯(压力更高或长度更大)，耗电量更大，因而需要更大、更贵的镇流器。因此，较理想的氖灯，其压力和长度都落在线28上，因而能有效达到应有的寿命。举例说，较理想的灯中，一个灯的压力约70乇，长1000毫米(39.4英寸)，另一个灯的压力约100乇，长470毫米(18.5英寸)，第三个灯的压力约120乇，长254毫米(10.0英寸)。

灯的工作电压按灯长选择。理论上，整个电弧间隙长度上的电场必须强得足以加速发射出来的电子，使其达到氖的电离电位(21电子伏特)，损耗实际上总是有的，因而电场必须略强一些。这里公开的氖灯其每厘米电极间距的工作电压在40～70伏有效值的范围，每厘米电极间距的工作电流在0.5～5.0毫安有效值的范围。最理想的值一般认为是每厘米电极间距约2.2毫安有效值。灯的瓦数可以在大约5.0～50.0瓦的范围。灯越长，瓦数越大。可能达到理想的灯因而包括：灯1           灯2            灯310   英寸     18.50英寸      39.4英寸25.4.厘米     47   厘米      100 厘米120  乇       100  乇        70  乇55.8 毫安     103.43290伏    220 毫安1016-1778伏   1880-3290伏    4000-7000伏

灯工作过程的控制方法还与灯的效率和所发出光的色度有关。图4示了三个波形在不同频率下所产生的每瓦烛光的计算的最佳曲线，在每种情况下，数据是通过对同一个灯在不同的功率形式下进行试验收集的。，改变的只是控制的方法。在直流下工作时(点30)，灯每瓦产生的烛光约为0.5。但由连续波控制的氖灯，产生的光约为每瓦7-9流明，而且运行时发热。这样就必须在灯的外壳中加上热保护。

在正弦变化的直流电流下工作(线32)时，所有频率下的每瓦烛光值增加。正弦波控制下最高效率约在60千赫下，而从计算的最佳曲线拟合可以看到，这种氖灯产生的每瓦烛光约为0.85。在该特定点的实际数据约为每瓦0.91烛光。在10微秒脉冲宽度和大约15千赫频率下工作时，数据根据实验计算出来的最佳曲线为曲线34。从该数据最佳拟合曲线可以看出，氖灯产生的发光强度峰值约为每瓦1.55烛光。这里曲线拟合的人为因素。实际的最佳数据点是在12千赫和17千赫处，这时产生的每瓦烛光值为1.55。从曲线拟合可以看到，整个直流工作过程中最佳脉动值增加21％，整个最佳正弦工作过程中的最佳脉动值增加82％。从最佳的实际数据点来看，脉冲法比正弦波法增加了大约79％。因此一般认为，在10微秒的脉冲宽度和高达约40千赫的最佳连续波下工作，效率更高。本申请人发现，在脉冲方式下工作，可以使灯产生每瓦1.55的烛光，比起60千赫连续电源增加70％至82％。脉冲工作方式可以成为有效激励氖灯的一种方法。

以类以的方式对脉冲宽度进行研究的结果发现，脉冲宽度可以改变灯的颜色，提高灯的效率。通电时，氖能发出红到橙色的光，主要在大约590至670纳米的范围内，这是氖第一和第二能级的松弛辐射引起的。本申请人发现，给氖灯通上脉冲会影响输出的光谱。本申请人曾用脉冲频率在1～50千赫范围的脉动直流电流操纵氖灯。灯的工作效率最高是在大约10千赫的频率下达到的，而这个频率是在人的听觉范围内。尽管灯本身不发出响声，镇流器或***的其它元件却会。因此最好采用20千赫或更高的频率，这样整个***在高于人听觉范围的频率工作，同时仍然接近最高的烛光效率。

脉动直流能将氖激励到几个能级。最突出的发射线是在703和724纳米的波长，这是接近氖3P至3S能级之间的跃迁。703和724纳米波长在满足SAE标准方面的用途不太大，但由于电子和轨道角动量的能级***而存在另外的两个跃迁。这额外的跃迁产生638和693纳米波长的辐射，这种辐射对产生SAE所要求的红光就更有用。四个跃迁都在氖在第一个激励能级处终止。因此，适当选择脉冲宽度可以增加光色的输出。为产生合乎SAE要求的光色，本申请人更乐意采用大约10微秒的脉冲宽度。脉冲宽度更短时往往使灯色移向橙色部分。扩大脉冲宽度对提高整个能级跃迁703和724有利，具有使灯色移向更深、发光效率更低的红色。改变脉冲宽度可以使灯色从红橙色变为深经红色。虽然可以采用连续波电场，但由于它往往会激发出不恰当的电子发射物质，而且在整个激活周期内耗用能量，因而效率不太高。因此，无论在发光强度和产生SAE所要求的红色方面，只采用能激发出所要求的那一种电子发射的能量是更为有效的，只要需要使氖原子达到最佳激活水平时就如此处理就可以了。这样就可以节约各周期的能量，同时让妥善激活了的氖离子在那里碰撞，产生所要求的红光频率。

脉冲的形状也与灯的输出有关。理想的脉冲应该具有尖锐的脉冲前沿强劲。我们知道，三角形波比匹弦波好，方波比三角形波好。看来，尖锐的前沿强劲会使电子发射的频谱较窄。同样，快速终止限制了会使电子发射的频谱扩大的长期激活过程。

图5示出了在不同脉冲宽度和频率下工作的灯的每瓦烛光的计算最佳曲线拟合。在5千赫至24千赫的整个范围内对5，8，12，14和20微秒的脉冲宽进行了试验。在5千赫至50千赫的整个频率范围内对10微秒的脉冲宽度进行了试验。这里，灯的结构和氖气的压力在各情况下也都是一样的。脉冲由试验室型设备产生，本申请人并没有选用特殊的电路设计。通常，各曲线的烛光数在频率降到9千赫以下和超过17千赫时下降。从各曲线可以看到，脉冲宽度从5微秒扩大到10微秒时，效率提高。接着效率从最高效率下降，但在整个连续波的工作过程中，当脉冲宽度从10微秒扩大到20微秒时仍然有所提高。因此我们认为，最有效的控制方法是采用频率大约在9千赫至17千赫、脉冲宽度大约9～14微秒的脉动电源。产生所要求发光强度的最佳控制方法，我们认为是用15千赫下10微秒的脉冲宽度。

图6示出了就不同的脉冲宽度和频率下工作的灯描述出的每瓦烛光的三维曲线。各实际数据点之间的各点是经过线性内插处理的。通常，在大约5.0至20.0微秒之间的脉冲宽度区和在大约5.0至24.0千赫的频率范围内总有一个峰值。不言而喻，所收集的数据会因个别灯的特性、实验误差等而有所不同。更具体地说，沿10.0微秒脉冲宽度线可以看到曲线处于顶峰状态，在8.0至12.0千赫的频率时处于峰值。沿5.0微秒脉冲宽度线还可以看到另一个顶峰部分，在5.0至12.0千赫的频率下处于峰值。

概括起来说，符合SAE色度要求的最佳压力为50至220乇，这视乎灯的长度而定。达到电气效率的最佳电压应尽可能小，溅射控制的最佳压力则高于50乇，更理想的情况是高于70乇。达到发光强度效率的最佳频率是12～17千赫。最佳实用频率正发是略高于人的听觉的频率或20千赫左右。因此，理想的氖灯，其氖气的压力应在70乇或以上，达到纯效率的工作频率在12～17千赫的范围，或者达到高效无声工作情况的频率为20千赫，脉冲宽度为10～20微秒。

在实用的实例中，某些尺寸大致如下：管形外壳由1724硬玻璃制成，管形壳壁的总长度为50厘米，内径5.0毫米。各电极由钼棒制成，卷曲支撑在镍杯形件上。各镍杯形件部分充有氧化铝和锆消气物质(叫做Sylvania8488)。钼棒的直径为0.508毫米(0.020英寸)。钼棒的外端对焊焊接到镀镍钢制成的更厚(约1.0毫米)的外棒上。外棒的内端伸入密封管中2或3毫米左右。较厚的外棒比起较薄的内电极支撑棒更能经得起不正确的联接情况。杯形件唇部比棒条深深伸入外壳内大约2.0毫米。气体充填料为纯氖，压力在5～220乇的范围。

这样，氖灯在脉动工作情况下效率增益比60千赫连续波电源下工作的氖灯大82％，而且产生的光符合SAE的光色要求。这里所公开的工作条件、尺寸、结构和实施例仅仅是举例而已，还可以采用其它适当的结构和联接方式来实现本发明。虽然这里已就本发明目前被认为是最佳的实施例进行介绍和说明，但本技术领域的行家们都知道，在不脱离本发明在所附权利要求书中所述的范围的前提下是可以就上述实施例进行种种更改和修改的。具体地说，可以往灯中加入小量象水银之类的其它物质，特别是当由此产生的在颜色方面的变化是可容许时更应如此。

Claims (12)

1.用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，灯的内部直径大于或等于2毫米并且小于或等于10毫米，充满氖气，压力大于10乇并且其中无水银，基本纯没有氩，氪和氙，有两个和氖气接触的电极，该方法包括：

施加足够电场强度的直流脉冲来引出电子使氖气电离，脉冲的持续时间是5-20毫秒，提供频率为5-50千赫，这样相对于产生相对较橙色发射的被电离的氖的相对能级状态，脉冲持续时间和脉冲频增强了产生相对较红色发射的被电离的氖气的相对能级状态，从而发射光的整体色度坐标落在由色度坐标(0.65，0.33)，(0.67，0.33)，(0.72，0.26)，(0.73，0.27)所定义的红色区域内。

2.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，频率为9-17千赫兹。

3.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，频率大于20千赫兹。

4.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，脉冲宽度是8-14毫秒。

5.根据权利要求5的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，脉冲宽度是8-12毫秒。

6.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，氖填充压力是50乇或更高。

7.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，脉冲有一个尖锐的前沿。

8.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，脉冲迅速终止。

9.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其特征在于，脉冲有一个基本方形的波形。

10.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其中管直径小于5毫米，氖压力为50-220乇，没有水银，基本为纯没有氩，氪和氙，进一步的特征在于：

施加足够电场强度的直流脉中来引出电子使氖气电离，脉冲的持续时间是8-14毫秒，

提供频率为9-24千赫，

这样脉冲持续时间和脉冲频率产生色度坐标落在由色度坐标(0.65，0.33)，(0.67，0.33)，(0.72，0.26)，(0.73，0.27)所定义的红色区域内的红光。

11.根据权利要求1的用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其中管直径小于5毫米，氖压力大约为70乇，没有水银，基本为纯，以产生合乎SAE汽车标准要求的红发射光，进一步的特征在于：

a)施加足够电场强度的直流脉冲来引出电子使氖气电离，脉冲的持续时间是大约10毫秒，

b)提供频率为大约20千赫，

这样脉冲持续时间和脉冲频率产生色度坐标落在由色度坐标(0.65，0.33)，(0.67，0.33)，(0.72，0.26)，(0.73，0.27)所定义的红色区域内的红光。

12.根据权利要求1的操作用于操作作为车辆红灯的管式氖气放电灯的方法，其中灯的管直径少于5毫米，基本纯氖填充的强度大约为70乇，方法包括：

施加电场强度大于氖的电离电压的电流脉冲使氖气电离，脉冲持续时间大约10毫秒的脉冲激励发射703-724纳米波长光的发射，并以方便的频率给出脉冲，以产生一个符合SAE汽车标准的红光，，使得脉冲持续时间和脉冲频率产生色度坐标落在由色度坐标(0.65，0.33)，(0.67，0.33)，(0.72，0.26)，(0.73，0.27)所定义的红色区域内的红光。

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