标准光源箱中配有多种类型的灯管,用于模拟不同的标准光源环境,卤钨灯和氙灯是其中比价常见的类型。那么,卤钨灯和氙灯是怎么工作的?分别有什么特性?本文对卤钨灯和氙灯工作原理和特性做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

卤钨灯是在充填的惰性气体中另加有微量的卤素物质,利用充填气体中的卤素物质的化学反应的一种钨丝灯。大家都知道,在普通白炽灯中,要提高灯的光效和缩小灯的尺寸,往往由于钨丝蒸发的加剧,使灯的泡壳迅速变黑,光输出大幅度下降,而导致灯的寿命终止。而卤钨灯是利用卤钨循环来防止管壁发黑,卤钨灯工作时,蒸发出来的大部分钨和充填的卤素原子或分子,在管壁附近反应,生成卤化钨。卤化钨的蒸汽压较高,因为管内壁具有相当的温度可使卤化钨不能附着在灯管内壁上,故能防止管壁发黑。卤化钨通过浓度扩散或对流,从管壁附近向灯丝方向扩散,部分卤化钨在灯丝的高温区被分解。分解出来的卤素,又和蒸发出来的钨反应,分解出来的钨则吸附在灯丝表面,这就是卤钨再生循环。
氙灯是一种气体放电灯,长弧氙灯一般都做成管状,灯管采用耐高温、热膨胀系数小的全透明石英管,两端封接有两个钍钨电极,电极间距离一般大于100 毫米,管内充有高纯度的氙气。
长弧氙灯的弧光放电需依靠高频高压脉冲击穿来启动。在高压脉冲作用下,起初灯管中形成火花放电的通道,由此产生的电子、离子在电场作用下使气体发生雪崩过程,继而形成稳定的弧光放电。由于是高气压的气体放电,其放电的电流通道是等温等离子体,有恒定的等效的电阻值和上升的伏安特性,由此使用时可不用镇流器,直接接入电路,以提高功率因数和减少电能损失。
卤钨灯的发射光谱和白炽灯大致相同,可见区域主要为红橙黄光,短波蓝紫光较弱,卤钨灯与普通钨丝灯相比其特点是:①卤钨灯的体积比同功率白炽灯要小得多,只是其0.5~3%;
②卤钨循环防止了泡壁发黑,所以灯的光通稳定,灯寿终时光通量只是开始时的95~98%,而白炽灯寿终时光通量只是开始时的60%;③光效高,可达20~30流明几瓜,而白炽灯为10~20流明几瓦;④色温较高,可达 3300K,整个寿命期间卤钨灯色温降低50K 左右,而白炽灯约降低100K;⑤寿命长。
卤钨灯的缺点仍和白炽灯相似,与太阳相比,色温仍太低,光谱中的蓝紫光成份仍减少,我们的实验中将对卤钨灯的表面进行一些处理,即考查能否通过镀单层膜或多层膜来改变卤钨灯的光谱。
利用氙气放电的灯,具有以下的特点:①氙灯的光谱分布,从紫外到可见光,近似光的连续光谱,有近红外的强谱线;②连续光谱部分的光谱分布,几乎与灯的输入功率变化无关,在使用期间,也几乎不变,色温约为6000K;③亮度非常高,发光效率约24~37流明瓦,水冷式长弧氘灯的发光效率可达60流明/瓦;④灯一燃点即可达到稳定的光输出,灭灯后,可瞬时再燃点;⑤寿命较长,一般可达3000小时。其主要缺点是:①使用时温度较高,发热量大,需要辅助冷却装置;②随使用时间延长,辐射强度逐渐下降。