氙燈是由一只用優(yōu)質(zhì)石英玻璃吹制成的泡殼,在其內(nèi)封有一對電極(直流燈:一只為陽極,另一只為陰極。交流燈:兩只均為具有電子發(fā)射性能的電極)并充入一定壓力的惰性氣體Xe而成,是典型弧光放電型的氣體放電燈。
氙燈工作時要求外接專用電源(直流燈:專用的直流穩(wěn)流電源。交流燈:交流電源和鎮(zhèn)流器)和觸發(fā)器。當(dāng)接通電源時,電路中的觸發(fā)器產(chǎn)生一個高頻高壓訊號加于燈的兩端,使燈管內(nèi)的Xe氣激發(fā)電離產(chǎn)生弧光放電,并輻射出如圖所示的光譜分布,很近似于日光,故氙燈也俗稱為小太陽。其色溫在5500-6000K,具有良好的顯色指數(shù)。
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損失較小,發(fā)光效率高。同時,氙氣的電離電勢 較低,放電時電極附近的電壓降小,這樣可以延長電極的壽命。又由于氙原子結(jié)構(gòu)的特點,長弧氙燈發(fā)出的光譜和日光非常接近。
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1萬瓦到幾十萬瓦。氙燈的工作溫度很高,僅靠自然冷卻不行,需要強迫冷卻,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60流/瓦,一般壽命可達3000小時。一盞5萬瓦的氙燈所發(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、公園、體育場、大型建筑工地、露天煤礦、機場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。因為它發(fā)光接近日光,所以可用于布匹織物的顏色檢驗,藥物、塑料的老化試驗,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。
利用氙氣放電而發(fā)光的。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:
、佥椛涔庾V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關(guān),在壽命期內(nèi)光譜能量分布也幾乎不變。
、蹮舻墓、電參數(shù)一致性好,工作狀態(tài)受外界條件變化的影響小。