什(shí)麼是氙(xiān)燈光(guāng)源(yuán)？

氙燈光(guāng)源是(shì)一種(zhǒng)利用氙(xiān)氣電(diàn)弧放(fàng)電產生(shēng)的(dí)光(guāng)的人(rén)造光源。

電(diàn)弧放電是(shì)指(zhǐ)正負(fù)極之間的(dí)氣(qì)體分子電離(lí)，形(xíng)成等離子體狀態(tài)，電(diàn)流由此(cǐ)流過。由於(yú)其發光原理，氙燈光源的(dí)特(tè)點是比使(shǐ)用電燈絲的(dí)光(guāng)源（例如白(bái)熾燈泡）功(gōng)耗(hào)更低(dī)，壽命更長。雖然鹵素燈是另一(yī)種主要的(dí)照明光源，但氙燈光源功率(shuài)更大(dà)，照射範(fàn)圍(wéi)也(yě)更小(xiǎo)。

雖然有時也(yě)被(bèi)稱(chēng)為(wéi)氙燈(dēng)，但(dàn)這(zhè)個(gè)術(shù)語容易(yì)與含(hán)有(yǒu)氙氣(qì)的白熾燈(dēng)泡（氙燈(dēng)泡(pào)）混淆(xiáo)，因此本文將使用“氙光(guāng)源"一(yī)詞。氙(xiān)燈泡(pào)通過(guò)燈絲通電發光(guāng)，而氙(xiān)光(guāng)源則(zé)通過氙(xiān)氣等離(lí)子體(tǐ)通電(diàn)發光，兩(liǎng)者(zhě)截然(rán)不(bù)同(tóng)。

氙(xiān)光(guāng)源應(yīng)用(yòng)

氙燈(dēng)光源(yuán)不像(xiàng)白熾燈泡(pào)那樣需要(yào)加(jiā)熱燈(dēng)絲(sī)，因此使用壽命(mìng)相對較長(cháng)。配合(hé)特殊濾光片(piàn)使用時(shí)，它(tā)們(mén)能產生幾乎與(yǔ)陽光相(xiāng)同(tóng)的(dí)光譜，因(yīn)此在需要(yào)還原自然(rán)色彩的工(gōng)業和(hé)醫療環(huán)境中非常(cháng)實(shí)用。

1. 短(duǎn)弧(hú)燈的用途

氙短弧燈在(zài)以下應(yīng)用中用作(zuò)高亮(liàng)度點(diǎn)光源(yuán)
：

雖然(rán)LED被(bèi)用作高(gāo)強度光源(yuán)，例如(rú)探(tàn)照(zhào)燈
和車頭燈，但它(tā)們也(yě)被(bèi)廣(guǎng)泛用(yòng)於(yú)舞(wǔ)台(tái)照明和(hé)手術照明(míng)，這(zhè)些應用(yòng)需要自然(rán)的(dí)色(sè)彩還原。此外，由於LED可以小型(xíng)化，它(tā)們也被用(yòng)作內窺(kuī)鏡的光(guāng)源(yuán)。

作為一款
特性(xìng)與太(tài)陽光相(xiāng)似的(dí)太(tài)陽(yáng)模擬(nǐ)器(qì)，它非常(cháng)適合用(yòng)於(yú)研究(jiū)太(tài)陽能電池板(bǎn)的發電效率，以及進行(háng)耐久(jiǔ)性(xìng)測(cè)試，以(yǐ)檢查材料(liào)在(zài)陽(yáng)光照射下是(shì)否(fǒu)出現(xiàn)褪色(sè)和劣(liè)化。由於(yú)它可以(yǐ)輸出(chū)寬波(bō)長範圍(wéi)的光，因此可(kě)用作光(guāng)譜(pǔ)分(fēn)析設備的光(guāng)源，以及顯示器和測量(liáng)設備的測(cè)試光源。

氙(xiān)短弧燈非常適合(hé)用(yòng)於(yú)電影(yǐng)
放映(yìng)機(jī)，天文館，大型(xíng)投影(yǐng)機以(yǐ)及其他需要穩定(dìng)輸出和高顯色性(xìng)的(dí)點(diǎn)光源(yuán)應(yīng)用(yòng)。

2. 長(cháng)弧(hú)燈(dēng)的(dí)應用

氙長弧燈通(tōng)常用(yòng)作需要照亮(liàng)大(dà)範(fàn)圍(wéi)區域(yù)的大型光(guāng)源，例如體育場的泛光燈(dēng)和機場的飛機(jī)引導燈。

3. 閃光(guāng)燈(dēng)的用(yòng)途

你(nǐ)最(zuì)有可(kě)能看到(dào)的(dí)氙(xiān)氣(qì)閃(shǎn)光(guāng)燈是攝(shè)影中使用的那(nà)種，例(lì)如(rú)攝(shè)影棚(péng)中使(shǐ)用(yòng)的大(dà)型(xíng)閃光(guāng)燈和(hé)單反(fǎn)相(xiāng)機(jī)使用(yòng)的閃(shǎn)光(guāng)燈。

它還可以用(yòng)作氙(xiān)光治療(liáo)設備，改(gǎi)善皮膚血(xiě)液循環，治(zhì)療(liáo)（促進再生）燒傷疤痕(hén)和(hé)瘀(yū)傷，以及(jí)用作 IPL（強(qiáng)脈(mài)衝(chōng)光）脫毛的光源。

氙(xiān)光(guāng)源原理

氙(xiān)燈(dēng)光源的(dí)基本結(jié)構(gòu)包(bāo)括密封(fēng)在石(shí)英(yīng)玻璃管中(zhōng)的氙氣，兩個(gè)電(diàn)極以(yǐ)及連(lián)接(jiē)在玻璃(lí)管(guǎn)外部的照明電路。照明電(diàn)路(lù)的(dí)作(zuò)用是向(xiàng)電極(jí)施加高壓脈衝(chōng)，引(yǐn)起介質(zhì)擊穿，從(cóng)而引發電(diàn)弧放電。一旦引(yǐn)發(fā)電弧(hú)放電，即使降低(dī)施加(jiā)的電(diàn)壓(yā)，電弧放電也(yě)能持續(xù)，因(yīn)此(cǐ)大多數(shù)氙燈(dēng)光(guāng)源的額(é)定(dìng)電(diàn)壓為(wéi)15至30V。

圖(tú) 1 展(zhǎn)示了陰極(jí)發射(shè)的電子(zǐ)如何(hé)高速(sù)碰(pèng)撞氙原子(zǐ)並使(shǐ)其(qí)電離(lí)，產生(shēng)的電子隨(suí)後又會(huì)電(diàn)離(lí)後續的(dí)氙(xiān)原(yuán)子（電(diàn)弧(hú)放(fàng)電）。一(yī)旦電(diàn)弧(hú)放電(diàn)開(kāi)始(shǐ)，隨著電(diàn)離的電子與(yǔ)氙離(lí)子復合(hé)並(bìng)重(zhòng)新形(xíng)成原子(zǐ)，就會發(fā)射(shè)出(chū)波長(cháng)範圍很廣的光（連續光(guāng)譜）。

此(cǐ)外，氙原(yuán)子(zǐ)中(zhōng)的(dí)一些(xiē)電子(zǐ)在未被(bèi)電(diàn)離的情(qíng)況(kuàng)下(xià)被激(jī)發，當這(zhè)些被激發的(dí)電子(zǐ)返(fǎn)回基態時，會發(fā)射特(tè)定波長(cháng)的光(guāng)（綫光譜(pǔ)）。因此，氙燈(dēng)光(guāng)源的光譜是(shì)連(lián)續(xù)光(guāng)譜(pǔ)和(hé)綫光譜(pǔ)的組(zǔ)合(hé)。

氙(xiān)光源(yuán)類型

氙燈(dēng)光源大致可分(fēn)為以下幾種(zhǒng)類(lèi)型(xíng)
：

1. 短(duǎn)弧燈(dēng)

短弧(hú)燈的電極間距(jù)很(hěn)短，通常(cháng)不(bù)足幾毫米，因(yīn)此(cǐ)與其他氙燈(dēng)相(xiāng)比，其發(fā)光麵(miàn)積(jī)較小，從而(ér)能(néng)夠(gòu)產生高(gāo)亮(liàng)度(dù)的(dí)點光源。石英玻(bō)璃管內充有常溫下的高(gāo)壓氙(xiān)氣（約5至10個(gè)大氣壓）。直(zhí)流(liú)放電使氙(xiān)原(yuán)子(zǐ)發光(guāng)，從而(ér)實(shí)現(xiàn)穩定(dìng)快速的輸(shū)出(chū)。

2. 長弧燈

氙(xiān)氣(qì)被密封(fēng)在(zài)細(xì)長的石英玻璃(lí)管中(zhōng)，壓(yā)力(lì)約為(wéi)1個大(dà)氣(qì)壓（10⁵帕(pà)）。它的特點是能產(chǎn)生(shēng)高(gāo)的(dí)光通量，額(é)定功率(shuài)通(tōng)常為(wéi)1千瓦或更高。有些燈(dēng)的功率甚至(zhì)超過(guò)50千瓦(wǎ)。

它(tā)們(mén)通(tōng)常采用(yòng)交(jiāo)流放電(diàn)點(diǎn)火，電(diàn)極間(jiān)距(jù)為5至(zhì)10厘米或更(gēng)大(dà)。點火(huǒ)時(shí)，起(qǐ)動(dòng)器部件會(huì)變得(dé)非常(cháng)熱，因此需要(yào)用(yòng)水(shuǐ)或(huò)空氣進(jìn)行冷卻。

3. 閃光(guāng)燈

這(zhè)是一種氙燈(dēng)光(guāng)源(yuán)，其發光(guāng)時(shí)間(jiān)極(jí)短（幾微秒(miǎo)到(dào)幾毫秒）。由(yóu)於(yú)發光時間短，無需(xū)冷(lěng)卻(què)裝置(zhì)，因此可以減小(xiǎo)整(zhěng)體(tǐ)尺(chǐ)寸(cùn)。

它們(mén)形狀(zhuàng)各異，內部充入壓(yā)力為(wéi)2至(zhì)10千帕的(dí)氙(xiān)氣。有兩種類(lèi)型
：一(yī)種是在(zài)啟(qǐ)動(dòng)時(shí)施(shī)加脈(mài)衝電(diàn)壓(yā)，另一(yī)種(zhǒng)是(shì)持(chí)續(xù)通電(diàn)式，即使(shǐ)在燈關(guān)閉時也(yě)通(tōng)過(guò)微(wēi)弱電流來實現(xiàn)高(gāo)速點亮。