什么是氙燈？有什么特點(diǎn)？

氙氣是惰性氣體中原子序數(shù)較大的元素（也就是較重的元素），原子半徑較大。在弧光放電中，電子與氣體發(fā)生彈性碰撞損失的能量同氣體的原子量成反比，所以與其他惰性氣體相比氙氣弧光放電時(shí)損失較小，發(fā)光效率高。同時(shí)，氙氣的電離電勢(shì)較低，放電時(shí)電極附近的電壓降小，這樣可以延長(zhǎng)電極的壽命。又由于氙原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，長(zhǎng)弧氙燈發(fā)出的光譜和日光非常接近，這是氙燈的*大特點(diǎn)。

熒光燈的功率是受限制的，一般都做成5～100瓦。而氙燈功率可以從1萬(wàn)瓦到幾十萬(wàn)瓦。氙燈的工作溫度很高，僅靠自然冷卻不行，需要強(qiáng)迫冷卻，或者用風(fēng)冷，或者用水冷。氖燈的發(fā)光效率較高，約24～37流／瓦，水冷式的氙燈發(fā)光效率可達(dá)60流／瓦，一般壽命可達(dá)3000小時(shí)。一盞5萬(wàn)瓦的氙燈所發(fā)出的光相當(dāng)于1000盞100瓦的日光燈或90盞400瓦的高壓汞燈。它適于廣場(chǎng)、公園、體育場(chǎng)、大型建筑工地、露天煤礦、機(jī)場(chǎng)等地方的大面積照明，還可以用作電影攝影，彩色照相制版，復(fù)印等方面的光源。因?yàn)樗l(fā)光接近日光，所以可用于布匹織物的顏色檢驗(yàn)，藥物、塑料的老化試驗(yàn)，植物栽培，光化學(xué)等方面充當(dāng)人工老化的光源和模擬日光。

特點(diǎn)

利用氙氣放電而發(fā)光的電光源。由于燈內(nèi)放電物質(zhì)是惰性氣體氙氣，其激發(fā)電位和電離電位相差較小，因此，氙燈具有以下特點(diǎn)：

①輻射光譜能量分布與日光相接近,色溫約為6000K。

②連續(xù)光譜部分的光譜分布幾乎與燈輸入功率變化無(wú)關(guān)，在壽命期內(nèi)光譜能量分布也幾乎不變。

③燈的光、電參數(shù)一致性好，工作狀態(tài)受外界條件變化的影響小。

④燈一經(jīng)燃點(diǎn)，幾乎是瞬時(shí)即可達(dá)到穩(wěn)定的光輸出；燈滅后，可瞬時(shí)再燃點(diǎn)。⑤燈的光效較低，電位梯度較小。

氙燈 - 光源特性

氙燈是一種在橢球形石英泡殼內(nèi)充有0.019～0.0266MPa高壓氙氣、極間距離小于10mm的氙燈。20世紀(jì)40年代初，聯(lián)邦德國(guó)奧斯蘭公司發(fā)展研究中心實(shí)驗(yàn)室率先研究了稀有氣體短弧光源的特性，經(jīng)多年研制和改進(jìn),于1951年正式向市場(chǎng)推出*高壓短弧氙燈。1954年,在聯(lián)邦德國(guó)科隆世界照明和電影博覽會(huì)上,蔡司－依康公司展出了*只作為電影放映光源的氙燈。隨后荷蘭、日本、美國(guó)、英國(guó)、蘇聯(lián)和中國(guó)也相繼研制和生產(chǎn)各種規(guī)格的電影放映用氙燈。此后，*高壓短弧氙燈已在世界上大多數(shù)影院取代碳弧光源成為新的電影放映光源。

氙燈按其使用特點(diǎn)可分為自然冷卻、風(fēng)冷和水冷3種。小功率燈采用自然冷卻，功率在 3000～5000W的燈采用風(fēng)冷，更大功率的燈采用水冷。

*高壓短弧氙燈發(fā)光效率約40lm/W。直流燃點(diǎn)時(shí)，在離開陰極0.07l_c(l_c為極距)處，有一個(gè)稱之為陰極光斑的*亮點(diǎn)，該點(diǎn)的輻射光達(dá)燈的總輻射光通量的70％以上，這使*高壓短弧氙燈成為近乎理想的點(diǎn)光源，尤其有利于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用。功率為 75～5000W的燈，其峰值亮度為 (50～650)×10⁶cd/m²；2500W的大功率燈，峰值亮度可達(dá)2×10⁹cd/m²。

*高壓短弧氙燈具有幾乎瞬態(tài)的光學(xué)啟動(dòng)特性──一啟動(dòng)即輻射出燈的總光通量的80％,1分鐘后達(dá)90％，2.5分鐘后達(dá)到100％。它需配備專用的啟動(dòng)器和直流電源,壽命約為500～1500h。燈可水平或垂直燃點(diǎn)。1000W以上的氙燈，水平燃點(diǎn)時(shí)需附加磁場(chǎng)穩(wěn)弧裝置。*高壓短弧氙燈因充有高壓氙氣，貯運(yùn)、保存均應(yīng)放在專用盒內(nèi)，以防爆炸。使用時(shí)應(yīng)采取必要的防爆及防紫外輻射措施。

*高壓短弧氙燈亮度高、發(fā)光區(qū)域小、顯色性好，光色接近日光且光色穩(wěn)定，廣泛用于電影放映、太陽(yáng)模擬器、電弧成像爐、D₆₅模擬光源聚光器、印刷制版、復(fù)印機(jī)、光學(xué)儀器、人工氣候模擬等。80年代已在研制阻止臭氧發(fā)生和有防爆結(jié)構(gòu)的新品種。

氙燈 - 氙燈用途

氙燈是利用氙氣放電而發(fā)光的電光源。由于燈內(nèi)放電物質(zhì)是惰性氣體氙氣，其激發(fā)電位和電離電位相差較小。其主要引用于：

室內(nèi)外照明

數(shù)字電影院

汽車車燈

光催化實(shí)驗(yàn)（光化學(xué)研究）

老化實(shí)驗(yàn)

環(huán)境科學(xué)

模擬日光

長(zhǎng)弧氙燈

是一種在管狀石英泡殼內(nèi)充有適量高純度氙氣、二端封有極距大于 100mm的釷鎢、鋇鎢或鈰鎢電極的氙燈。1963年，中國(guó)電光源專家蔡祖泉試制成功長(zhǎng)弧氙燈。長(zhǎng)弧氙燈有自然冷卻和水冷兩種。自然冷卻氙燈一般充 (2.66～26.6)×10²Pa的氙氣，水冷氙燈充(1.33～5.32)×10⁴Pa的氙氣，色溫為5500～6000K，功率可從

10²～2×10⁶kW，發(fā)光效率為24～37lm/W。水冷式長(zhǎng)弧氙燈的發(fā)光效率可達(dá)60lm/W,一般壽命達(dá)3000h。長(zhǎng)弧氙燈的功率可以做得很大,伏安特性具有正阻特性,所以只需安裝啟動(dòng)裝置，其規(guī)格有帶鎮(zhèn)流器的和不帶鎮(zhèn)流器的兩種。

長(zhǎng)弧氙燈的輻射光譜與日光接近，適于大面積照明，也可用作電影攝影、彩色照相制版、復(fù)印等方面的光源；同時(shí)，在棉織物的顏色檢驗(yàn)、藥物和塑料老化試驗(yàn)、植物栽培、光化反應(yīng)等方面，也可作模擬日光和人工老化光源。此外，大功率長(zhǎng)弧氙燈還可作為連續(xù)激光光源。

80年代由于出現(xiàn)了光色好、光效更高的光源，長(zhǎng)弧氙燈作為照明光源已基本上被取代。

 短弧氙燈

短弧氙燈又稱球形氙燈，是一種具有極高亮度的點(diǎn)光源，色溫為6000K左右，光色接近太陽(yáng)光，是目前氣體放電燈中顯色性*好的一種光源，適用于電影放映、探照、火車車頭以及模擬日光等方面。

在現(xiàn)代天然能源日益匱乏的背景下，利用光催化技術(shù)水制氫的研究越來(lái)越迫切，此實(shí)驗(yàn)研究中利用的光源系統(tǒng)主要就是這種短弧氙燈。

脈沖光源

是利用貯存的電能或化學(xué)能，在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生高強(qiáng)度閃光的氙燈。19世紀(jì)中葉，F(xiàn).塔爾博特首次應(yīng)用火花隙放電作為高速攝影的曝光光源，這是*早的人造脈沖光源。以后出現(xiàn)了惰性氣體脈沖放電光源，才使脈沖光源真正進(jìn)入實(shí)用階段。1935～1945年，一系列脈沖光源在商業(yè)市場(chǎng)出現(xiàn)。50年代，脈沖光源進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域。脈沖氙燈一般由密封在玻璃或石英玻璃體內(nèi)的兩個(gè)電極組成,殼體中充以氙等惰性氣體。脈沖光源的閃光持續(xù)是指1/3峰值光強(qiáng)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔,稱為脈沖寬度。它主要由光源的結(jié)構(gòu)和點(diǎn)燈電路決定。現(xiàn)有脈沖光源的脈沖寬度一般為10^-9～10^-2s,瞬時(shí)亮度可達(dá)10¹⁰cd/m²，是除激光外亮度*高的人造光源，它的瞬時(shí)光通量可達(dá)10⁹lm，閃光重復(fù)頻率為1～10⁶次／分,工作壽命達(dá)10⁶次以上，發(fā)光效率為40lm/W。

脈沖光源有以下 5種：①各種管狀脈沖氙燈。峰值閃光能量可從用于醫(yī)學(xué)和照明攝影的幾個(gè)焦到用于彈道空中觀察和激光光源的上百萬(wàn)焦。除管狀外還有U形、螺旋形和圓盤形等多種形狀。②頻閃觀察儀用脈沖氙燈。頻率幾千赫，功率幾萬(wàn)瓦。③信號(hào)脈沖光源。頻率1～3Hz，功率10～500W，壽命達(dá)10⁶次。④光化學(xué)反應(yīng)和電子儀器用微秒脈沖光源。⑤計(jì)算機(jī)或其他自動(dòng)裝置用的頻閃指示儀。頻率10²Hz，功率數(shù)瓦。

氙燈的主要供應(yīng)廠家

 美國(guó)PE公司 飛利浦 日本濱松 德國(guó)歐司朗 日本USHIO