氘灯、氙灯和汞灯的区别及用途

氘灯、氙灯和汞灯的区别及用途

气体放电光源利用气体放电原理制成的光源。

光源结构：用玻璃或石英等材料做成管形的、球形的灯泡。泡壳内安装有电极，并充入发光用的气体，如氢、氦、氘、氙、氪，或金属蒸气，如汞、镉、铟、铊、镝等。

气体放电原理：气体在电场作用下激励出电子和离子，成为导电体。离子向阴极、电子向阳极运动，从电场中得到能量，它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子，也会使气体原子受激，内层电子跃迁到高能级。受激电子返回低能级时，辐射出光子。

一、氘灯

发光机制：氘灯的泡壳内充有高纯度的氘气。氘灯工作时，阴极产生电子发射，高速电子碰撞氘原子，激发氘原子产生连续的紫外光谱（185～400 nm）。

应用领域：氘灯的紫外线辐射强度高、稳定性好、寿命长，因此常用作各种紫外分光光度计的连续紫外光源；是液相色谱仪（HPLC）、紫外-可见分光光度计（UV）、原子吸收光谱仪（AA）和毛细管电泳仪（CE）等。

二、 原子光谱灯：空心阴极灯/元素灯

发光机制：原子光谱灯又称空心阴极灯，阳极和圆筒形阴极封在玻壳内，玻壳上部有一透明石英窗。工作时窗口透射出放电辉光，其中主要是阴极金属的原子光谱。空心阴极放电的电流密度可比正常辉光高出100倍以上，电流虽大但温度不高，因此发光的谱钱不仅强度大，而且波长宽度很小。

应用领域：原子光谱灯的主要作用是引出标准谱线的光束，确定标准谱线的分光位置，以及确定吸收光谱中的特征波长等。它主要用于元素，特别是微量元素光谱分析的装置中。

三、汞灯

汞灯的分类：低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯

汞灯的发光特性：汞的气压越高，汞灯的发光效率也越高，发射的光也由线状光谱向带状光谱过度。

低压汞灯-- 汞蒸气气压为0.8Pa，主要辐射253.7 nm的紫外光。常用于光谱仪的波长基准、紫外杀菌和荧光分析等。

高压汞灯--汞蒸气气压为（1-10）*10的5次方Pa。可见区呈带状光谱，红外区呈弱的连续光谱。常用于紫外辐照度标准、荧光分析、紫外探伤和大面积照明等。

球形超高压汞灯--汞蒸气气压为（10-20）MPa。光谱线较宽，形成连续背景，可见区偏蓝，红外辐射增强。常作为点光源用于光学仪器、荧光分析和光刻技术等。

四、 氙灯

发光材料：氙。

光谱特性：光谱分布与日光接近，色温6000K，亮度高，寿命可达1000 h。

氙灯的分类：

? 长弧氙灯——电极间距为15～130 cm，细管形，工作气压为105 Pa，用于码头、广场、车站等大面积照明。

? 短弧氙灯——电极间距在数毫米量级，工作气压为1～2 MPa，是很好的日光色点光源，常用于电影放映、彩色摄影、照相制版、模拟日光等场合。

? 脉冲氙灯——管内气压在100 Pa以下，由高压电脉冲激发产生光脉冲，在极短的时间内发出很强的光。广泛用于固体激光器的光泵、照相制版、高速摄影和光信号源等。