气体放电光源在光学仪器中的应用研究进展

一般来说，气体放电光源可分为低压放电光源和高压气体放电光源。气体放电灯中气体压力的大小

对光源的特性有很大的影响，不仅影响光源的光色，而且影响光源的发光效率。


一、低气压气体放电光源
低压气体放电光源主要包括低压钠灯和低压汞灯，而碳弧是一种特殊的气体放电光源。
1．低压汞灯：低压汞灯有两种：一种是冷阴极光放电型，主要用作紫外线光源，用于制药工业和

食品制造业的杀菌，或用于荧光分析和光化学反应等科学研究。另一种是热阴极弧放电型，通常使

用的荧光灯是热阴极弧放电型低压汞灯。
2．低压钠灯：低压钠灯具有较高的发光效率。低功率低压钠灯（GP20Na）主要用于光谱仪器，可

用作偏振光仪、旋转光仪、折射器等光学仪器中的单色光源。45W以上的钠灯主要用作照明或信号灯。
3．其他低压气体放电光源：常用的氢灯、氪灯、氢弧灯、原子光谱灯、汞齐灯是低压气体放电的兆

源，可作为许多光学仪器（如干扰仪、折射器等）的光源。
4.碳弧：碳弧光源可分为普通碳弧、火焰碳弧和高强度碳弧。高强度碳弧和普通碳弧一般为直流电源，

火焰碳弧可在直流和交流中工作。碳弧光源是一种典型的开放式电弧。


二、高气压气体放电光源
常用的高压气体放电光源包括高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化灯、高压钠灯和脉冲氙气灯。脉冲氙

气灯可作为现代光电子技术中固体激光器的“光泵”。


1．高压汞灯:高压汞灯的汞蒸气压力约为l~5atm(注:1大气压～101.33kPa)。发光效率高，紫外线强；

它不仅可以照明，还可以用于晒太阳、保健日光浴治疗、橡胶和塑料老化试验、荧光分析和紫外线

探伤。
2．超高压汞灯：超高压汞灯的汞蒸气压大于10~20个大气压，其光谱分布与高压汞灯相似，超高压

汞灯具有连续辐射光谱的特点。
3．高压钠灯:高压钠灯的光效接近低压钠灯，但光色优于低压钠灯。同时体积小，功率密度高，亮度

高，紫外线辐射少。非常适合需要高亮度、高效率的地方，如城市街道照明。
4．金属卤化灯：金属卤化灯在高压汞灯中
加入某种金属卤化物（主要是碘化物——碘化物、碘化物、碘化汞、碘化钠、碘化物等。)。其中，

由于发光效率高，光色好，广泛应用于广场、车站、码头、街道、水下照明等光源。
5．脉冲氙灯：脉冲氙灯的光谱特性和分布与阳光相似，具有毫秒数量级（10-9~10-2S）的闪光持

续时间。脉冲氙灯广泛应用于高速摄影、航空摄影、闪光观察仪器、光学仪器、激光武器等领域。