氘燈、氙燈和汞燈的區(qū)別及用途

氣體放電光源利用氣體放電原理制成的光源。

光源結構：用玻璃或石英等材料做成管形的、球形的燈泡。泡殼內(nèi)安裝有電極，并充入發(fā)光用的氣體，如氫、氦、氘、氙、氪，或金屬蒸氣，如汞、鎘、銦、鉈、鏑等。

氣體放電原理：氣體在電場作用下激勵出電子和離子，成為導電體。離子向陰極、電子向陽極運動，從電場中得到能量，它們與氣體原子或分子碰撞時會激勵出新的電子和離子，也會使氣體原子受激，內(nèi)層電子躍遷到高能級。受激電子返回低能級時，輻射出光子。

一、氘燈

發(fā)光機制：氘燈的泡殼內(nèi)充有高純度的氘氣。氘燈工作時，陰極產(chǎn)生電子發(fā)射，高速電子碰撞氘原子，激發(fā)氘原子產(chǎn)生連續(xù)的紫外光譜（185～400 nm）。

應用領域：氘燈的紫外線輻射強度高、穩(wěn)定性好、壽命長，因此常用作各種紫外分光光度計的連續(xù)紫外光源；是液相色譜儀（HPLC）、紫外-可見分光光度計（UV）、原子吸收光譜儀（AA）和毛細管電泳儀（CE）等。

二、 原子光譜燈：空心陰極燈/元素燈

發(fā)光機制：原子光譜燈又稱空心陰極燈，陽極和圓筒形陰極封在玻殼內(nèi)，玻殼上部有一透明石英窗。工作時窗口透射出放電輝光，其中主要是陰極金屬的原子光譜。空心陰極放電的電流密度可比正常輝光高出100倍以上，電流雖大但溫度不高，因此發(fā)光的譜錢不僅強度大，而且波長寬度很小。

應用領域：原子光譜燈的主要作用是引出標準譜線的光束，確定標準譜線的分光位置，以及確定吸收光譜中的特征波長等。它主要用于元素，特別是微量元素光譜分析的裝置中。

三、汞燈

汞燈的分類：低壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈

汞燈的發(fā)光特性：汞的氣壓越高，汞燈的發(fā)光效率也越高，發(fā)射的光也由線狀光譜向帶狀光譜過度。

低壓汞燈-- 汞蒸氣氣壓為0.8Pa，主要輻射253.7 nm的紫外光。常用于光譜儀的波長基準、紫外殺菌和熒光分析等。

高壓汞燈--汞蒸氣氣壓為（1-10）*10的5次方Pa。可見區(qū)呈帶狀光譜，紅外區(qū)呈弱的連續(xù)光譜。常用于紫外輻照度標準、熒光分析、紫外探傷和大面積照明等。

球形超高壓汞燈--汞蒸氣氣壓為（10-20）MPa。光譜線較寬，形成連續(xù)背景，可見區(qū)偏藍，紅外輻射增強。常作為點光源用于光學儀器、熒光分析和光刻技術等。

四、 氙燈

發(fā)光材料：氙。

光譜特性：光譜分布與日光接近，色溫6000K，亮度高，壽命可達1000 h。

氙燈的分類：

? 長弧氙燈——電極間距為15～130 cm，細管形，工作氣壓為105 Pa，用于碼頭、廣場、車站等大面積照明。

? 短弧氙燈——電極間距在數(shù)毫米量級，工作氣壓為1～2 MPa，是很好的日光色點光源，常用于電影放映、彩色攝影、照相制版、模擬日光等場合。

? 脈沖氙燈——管內(nèi)氣壓在100 Pa以下，由高壓電脈沖激發(fā)產(chǎn)生光脈沖，在極短的時間內(nèi)發(fā)出很強的光。廣泛用于固體激光器的光泵、照相制版、高速攝影和光信號源等。