超高壓汞燈的汞蒸氣壓力為10133~20265KPa(100~200atm),主要發(fā)射波長(zhǎng)在546.1nm(130atm),相當(dāng)?shù)哪芰繛?19kJ/mol(52.3kcal/mol)的。該燈從長(zhǎng)波紫外到可見(jiàn)光都有很強(qiáng)的輻射,電弧亮度極高。汞工作蒸氣壓愈高,可見(jiàn)光部分愈豐富,電弧亮度也愈高。超高壓汞燈的光亮度較大可作為點(diǎn)光源使用,應(yīng)用在探照燈方面。另外超高壓汞燈的壽命一般較高壓汞燈的使用壽命低。利用汞放電時(shí)產(chǎn)生的超高壓(1MPa以上)汞蒸氣獲得可見(jiàn)光的電光源。用于產(chǎn)生液晶投影器的光源,原燈管通過(guò)電壓后,極間距間產(chǎn)生高電位差的同時(shí)產(chǎn)生高熱,將汞汽化,汞蒸氣在高電位差下,受激發(fā)而放電,內(nèi)部的鹵素元素,就有催化及保護(hù)的功用;其優(yōu)點(diǎn)為發(fā)光亮度強(qiáng),使用壽命長(zhǎng),所以目前市面上的液晶投影儀多半是采用超高壓汞燈。
近年來(lái),由于報(bào)告和講座采用PPT的形式日益普遍,從而使投光系統(tǒng)的顯示儀理所當(dāng)然受到人們的極大重視,其年產(chǎn)量增加率超過(guò)35%,而影響投影儀的尺寸和投影質(zhì)量的關(guān)鍵配件是短弧光源,荷蘭飛利浦公司于1995年首先開(kāi)發(fā)成功一種超高壓汞燈(Ultra High Performance),極距約1.3mm,功率100W。在燈工作時(shí),汞蒸氣壓可達(dá)200個(gè)大氣壓。由于汞蒸氣壓愈高,燈的亮度也越高,而且汞原子譜線寬度變大,分子連續(xù)譜與帶電粒子復(fù)合光譜也更強(qiáng),特別是595nm以上的紅光輻射隨燈內(nèi)工作壓強(qiáng)的升高而增強(qiáng),從而使燈的顯色性提高。為了克服由于電極處于極高溫度造成鎢材料蒸發(fā)并沉積在球壁上造成光衰,工藝上對(duì)燈內(nèi)充入微量鹵素達(dá)到有效清潔泡殼的作用,使燈的壽命達(dá)12000h。
超高壓汞燈有短弧超高壓汞燈和毛細(xì)管超高壓汞燈兩種。
短弧超高壓汞燈是一種裝有一對(duì)釷鎢(或鈰鎢)-鎢電極(直流型),或裝有一對(duì)釷鎢(或鈰鎢)電極(交流型)的球形石英玻殼放電燈。玻殼內(nèi)充少量啟動(dòng)氬氣和定量的汞,極間距離0.2~8mm,功率50~4000W,工作時(shí)形成“電極穩(wěn)定型”電弧, 電弧亮度為 (4.4~140)×107cd/m2。一般采用垂直燃點(diǎn),自然冷卻。直流型燈的陽(yáng)極端和交流型燈的一端涂有熱反射層,工作時(shí),此端應(yīng)置于下方, 以保證燈穩(wěn)定工作。該燈呈負(fù)阻特性, 要接入相應(yīng)的電阻或鎮(zhèn)流器,并且另加一個(gè)專用啟動(dòng)器才能點(diǎn)燃并進(jìn)入正常穩(wěn)定工作。短弧超高壓汞燈的有效壽命為50~1000h, 直流型燈的壽命比同功率交流型燈的長(zhǎng)約1倍。 短弧超高壓汞燈是輻射極強(qiáng)的長(zhǎng)波紫外光和可見(jiàn)光的點(diǎn)光源,廣泛用于熒光顯微鏡、紫外分譜儀、全息照相等光學(xué)儀器,也用于集成電路光刻制版工藝。