氣體放電光源在光學儀器中的應用研究進展

一般來說，氣體放電光源可分為低壓放電光源和高壓氣體放電光源。氣體放電燈中氣體壓力的大小

對光源的特性有很大的影響，不僅影響光源的光色，而且影響光源的發光效率。


一、低氣壓氣體放電光源
低壓氣體放電光源主要包括低壓鈉燈和低壓汞燈，而碳弧是一種特殊的氣體放電光源。
1．低壓汞燈：低壓汞燈有兩種：一種是冷陰極光放電型，主要用作紫外線光源，用于制藥工業和

食品制造業的殺菌，或用于熒光分析和光化學反應等科學研究。另一種是熱陰極弧放電型，通常使

用的熒光燈是熱陰極弧放電型低壓汞燈。
2．低壓鈉燈：低壓鈉燈具有較高的發光效率。低功率低壓鈉燈（GP20Na）主要用于光譜儀器，可

用作偏振光儀、旋轉光儀、折射器等光學儀器中的單色光源。45W以上的鈉燈主要用作照明或信號燈。
3．其他低壓氣體放電光源：常用的氫燈、氪燈、氫弧燈、原子光譜燈、汞齊燈是低壓氣體放電的兆

源，可作為許多光學儀器（如干擾儀、折射器等）的光源。
4.碳弧：碳弧光源可分為普通碳弧、火焰碳弧和高強度碳弧。高強度碳弧和普通碳弧一般為直流電源，

火焰碳弧可在直流和交流中工作。碳弧光源是一種典型的開放式電弧。


二、高氣壓氣體放電光源
常用的高壓氣體放電光源包括高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化燈、高壓鈉燈和脈沖氙氣燈。脈沖氙

氣燈可作為現代光電子技術中固體激光器的“光泵”。


1．高壓汞燈:高壓汞燈的汞蒸氣壓力約為l~5atm(注:1大氣壓～101.33kPa)。發光效率高，紫外線強；

它不僅可以照明，還可以用于曬太陽、保健日光浴治療、橡膠和塑料老化試驗、熒光分析和紫外線

探傷。
2．超高壓汞燈：超高壓汞燈的汞蒸氣壓大于10~20個大氣壓，其光譜分布與高壓汞燈相似，超高壓

汞燈具有連續輻射光譜的特點。
3．高壓鈉燈:高壓鈉燈的光效接近低壓鈉燈，但光色優于低壓鈉燈。同時體積小，功率密度高，亮度

高，紫外線輻射少。非常適合需要高亮度、高效率的地方，如城市街道照明。
4．金屬鹵化燈：金屬鹵化燈在高壓汞燈中
加入某種金屬鹵化物（主要是碘化物——碘化物、碘化物、碘化汞、碘化鈉、碘化物等。)。其中，

由于發光效率高，光色好，廣泛應用于廣場、車站、碼頭、街道、水下照明等光源。
5．脈沖氙燈：脈沖氙燈的光譜特性和分布與陽光相似，具有毫秒數量級（10-9~10-2S）的閃光持

續時間。脈沖氙燈廣泛應用于高速攝影、航空攝影、閃光觀察儀器、光學儀器、激光武器等領域。