201207272237氙燈 xenon lamp

氙燈 xenon lamp

  利用氙氣放電而發光的電光源。由於燈內放電物質是惰性氣體氙氣,其激發電位和電離電位相差較小,因此,氙燈具有以下特點:

輻射光譜能量分佈與日光相接近,色溫約為6000K

連續光譜部分的光譜分佈幾乎與燈輸入功率變化無關,在壽命期內光譜能量分佈也幾乎不變。

燈的光、電參數一致性好,工作狀態受外界條件變化的影響小。

燈一經燃點,幾乎是瞬時即可達到穩定的光輸出;燈滅後,可瞬時再燃點。

燈的光效較低,電位梯度較小。

  氙燈可分為超高壓短弧氙燈、長弧氙燈和脈衝氙燈3類。

  超高壓短弧氙燈  是一種在橢球形石英泡殼內充有0.0190.0266MPa高壓氙氣、極間距離小於10mm的氙燈。20世紀40年代初,聯邦德國奧斯蘭公司發展研究中心實驗室率先研究了稀有氣體短弧光源的特性,經多年研製和改進,1951年正式向市場推出超高壓短弧氙燈。1954,在聯邦德國科隆世界照明和電影博覽會上,蔡司-依康公司展出了第一隻作為電影放映光源的氙燈。隨後荷蘭、日本、美國、英國、蘇聯和中國也相繼研製和生產各種規格的電影放映用氙燈。此後,超高壓短弧氙燈已在世界上大多數影院取代碳弧光源成為新的電影放映光源。

  超高壓短弧氙燈按其使用特點可分為自然冷卻、風冷和水冷3種。小功率燈採用自然冷卻,功率在 30005000W的燈採用風冷,更大功率的燈採用水冷。

  超高壓短弧氙燈發光效率約40lm/W。直流燃點時,在離開陰極0.07lc(lc為極距)處,有一個稱之為陰極光斑的最亮點,該點的輻射光達燈的總輻射光通量的70%以上,這使超高壓短弧氙燈成為近乎理想的點光源,尤其有利於光學系統的設計和使用。功率為 755000W的燈,其峰值亮度為 (50650)×106cd/m22500W的大功率燈,峰值亮度可達2×109cd/m2

  超高壓短弧氙燈具有幾乎瞬態的光學啟動特性──一啟動即輻射出燈的總光通量的80,1分鐘後達90%,2.5分鐘後達到100%。它需配備專用的啟動器和直流電源,壽命約為5001500h。燈可水平或垂直燃點。1000W以上的氙燈,水平燃點時需附加磁場穩弧裝置。超高壓短弧氙燈因充有高壓氙氣,貯運、保存均應放在專用盒內,以防爆炸。使用時應採取必要的防爆及防紫外輻射措施。

  超高壓短弧氙燈亮度高、發光區域小、顯色性好,光色接近日光且光色穩定,廣泛用於電影放映、太陽模擬器、電弧成像爐、D65模擬光源聚光器、印刷製版、複印機、光學儀器、人工氣候模擬等。80年代已在研製阻止臭氧發生和有防爆結構的新品種。

  長弧氙燈  是一種在管狀石英泡殼內充有適量高純度氙氣、二端封有極距大於 100mm的釷鎢、鋇鎢或鈰鎢電極的氙燈。長弧氙燈有自然冷卻和水冷兩種。自然冷卻氙燈一般充 (2.6626.6)×102Pa的氙氣,水冷氙燈充(1.335.32)×104Pa的氙氣,色溫為55006000K,功率可從1022×106kW,發光效率為2437lm/W。水冷式長弧氙燈的發光效率可達60lm/W,一般壽命達3000h。長弧氙燈的功率可以做得很大,伏安特性具有正阻特性,所以只需安裝啟動裝置,其規格有帶鎮流器的和不帶鎮流器的兩種。

  長弧氙燈的輻射光譜與日光接近,適於大面積照明,也可用作電影攝影、彩色照相製版、複印等方面的光源;同時,在棉織物的顏色檢驗、藥物和塑料老化試驗、植物栽培、光化反應等方面,也可作模擬日光和人工老化光源。此外,大功率長弧氙燈還可作為連續雷射光源。

  80年代由於出現了光色好、光效更高的光源,長弧氙燈作為照明光源已基本上被取代。

  脈衝氙燈  是利用貯存的電能或化學能,在極短時間內發生高強度閃光的氙燈。19世紀中葉,F.塔爾博特首次應用火花隙放電作為高速攝影的曝光光源,這是最早的人造脈衝光源。以後出現了惰性氣體脈衝放電光源,才使脈衝光源真正進入實用階段。19351945年,一系列脈衝光源在商業市場出現。50年代,脈衝光源進入工業領域。脈衝氙燈一般由密封在玻璃或石英玻璃體內的兩個電極組成,殼體中充以氙等惰性氣體。脈衝光源的閃光持續是指1/3峰值光強所對應的時間間隔,稱為脈衝寬度。它主要由光源的結構和點燈電路決定。現有脈衝光源的脈衝寬度一般為10-910-2s,瞬時亮度可達1010cd/m2,是除雷射外亮度最高的人造光源,它的瞬時光通量可達109lm,閃光重複頻率為1106次/分,工作壽命達106次以上,發光效率為40lm/W

  脈衝光源有以下 5種:

各種管狀脈衝氙燈。峰值閃光能量可從用於醫學和照明攝影的幾個焦到用於彈道空中觀察和雷射光源的上百萬焦。除管狀外還有U形、螺旋形和圓盤形等多種形狀。

頻閃觀察儀用脈衝氙燈。頻率幾千赫,功率幾萬瓦。

信號脈衝光源。頻率13Hz,功率10500W,壽命達106次。

光化學反應和電子儀器用微秒脈衝光源。

電腦或其他自動裝置用的頻閃指示儀。頻率102Hz,功率數瓦。

氙燈 xenon lamp   
 
利用氙氣放電而發光的電光源。特點為:

輻射光譜能量分佈與日光相接近,色溫約為6000K

連續光譜部分的光譜分佈幾乎與燈輸入功率變化無關,在壽命期內光譜能量分佈也幾乎不變。

燈的光、電參數一致性好,工作狀態受外界條件變化的影響小。

燈一經點燃,幾乎是瞬時達到穩定的光輸出;燈滅後,可瞬時再點燃。

燈的光效率較低 ,電位梯度小。氙燈可分為超高壓短弧氙燈、長弧氙燈和脈衝氙燈。超高壓短弧氙燈發光效率為 40lmW ,在直流燃點時是理想的點光源。脈衝光源可用作醫學、照明攝影、雷射的光源,頻閃觀察儀用光源,信號脈衝光源,光化學反應和電子儀器用微秒脈衝光源,電腦或其他自動裝置的頻閃指示儀。

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