汞燈的工作原理

放電燈的工作是以放電管中電子、原子和離子間的碰撞過程為基礎的。

由于電子的碰撞而產(chǎn)生原子的電離，因而產(chǎn)生電流。原子或分子的激發(fā)是發(fā)射特征譜線或譜帶的必要過程。同時由于離子和電子的復合而發(fā)出連續(xù)光譜。汞的主要諧振波長在紫外區(qū)域，其它主要譜線在藍、綠、黃區(qū)域。汞燈自其接通電源起,便可看出蒸氣壓力的效應。最初通過燈管的電壓很低，只約20伏。放電充滿放電管并呈藍色。此時的放電情況與熒光燈相似，并且發(fā)射的輻射多半在紫外區(qū)域。以后放電管溫度隨時間逐漸升高，汞蒸氣壓力也隨之增大，放電即沿軸線收縮成一條窄帶，并逐漸增亮。當壓力進一步提高，輻射能逐漸向波長較長的譜線區(qū)域集中，產(chǎn)生小量的連續(xù)輻射，從而使放電的光變成白色。當高壓汞燈放電管充分放電時，根據(jù)燈的不同功率蒸氣壓力約為2~10大氣壓(1大氣壓=1.013x10牛頓/平方米)。水冷式高壓汞燈(MD)和短弧高壓汞燈(ME)的蒸氣壓力高達10~100大氣壓時，譜線能進一步增寬，連續(xù)輻射也相對地增加。結(jié)果在較寬的光譜區(qū)域中產(chǎn)生輻射，從而使光色得到改進。

大家所熟悉的汞燈裝有一種橢圓球形的外玻殼，內(nèi)壁涂以熒光粉。包括裝有電極的電弧管，內(nèi)部接線和一般組件。這種燈通常稱為熒光高壓汞燈(MBF/U)，這種燈的放電管發(fā)出典型汞放電的綠白色光和一些紫外線。其中紫外線部分被外玻殼內(nèi)壁上的熒光粉所吸收，并將其轉(zhuǎn)變成可見光。熒光粉通常發(fā)出600~750毫微米之間的紅光，因為放電本身很少發(fā)射這個范圍的光。這樣組合起來的光具有相當好的顯色性，適合街道照明、高跨工業(yè)建筑物照明以及某些商場的室內(nèi)照明。燈的光效取決于所用的熒光粉和功率，一般約為50流明/瓦。

MA型是最早期的汞燈之一。其放電管為鋁硅酸鹽玻璃制成，僅能在1個大氣壓下工作。這種燈現(xiàn)已被淘汰，被光色好、光效較高、用途較廣的普通高壓汞燈(MB/U)所代替。這些改進主要是由于采用了可耐高溫的石英玻璃放電管。普通高壓汞燈的外形尺寸和MA型一樣，有管形和透明橢圓形外玻殼兩種。

反射型熒光高壓汞燈(MBFR/U)是由熒光高壓汞燈演變而來。其玻殼形狀使其能產(chǎn)生一種特有的光強極座標分布。這種燈為高跨建筑和工業(yè)照明提供了簡便的光源。

自鎮(zhèn)流型或復合型燈(MBT)是把汞放電管和鎢絲串聯(lián)起來工作。燈絲不僅控制放電管中的電流，因而不用燈外鎮(zhèn)流裝置，而且發(fā)出汞放電所缺少的紅光，作為補助。新式燈還在外玻殼內(nèi)壁涂敷熒光粉，進一步改進光譜功率分布。

小型低壓汞燈(M1、M2型)是為提供小型、便宜的紫外光源和某些可見輻射而研制出來的，主要用于生物學與昆蟲學的研究，以及激發(fā)熒光材料等方面。M1型采用電阻鎮(zhèn)流，使用24伏直流電源，M2型采用串聯(lián)電感鎮(zhèn)流,使用交流電源。

汞放電能產(chǎn)生大量紫外和藍色輻射，廣泛應用于光電印刷和其它光化學反應，也可用于保健和殺菌。不同的用途要求燈管有不同尺寸及不同的額定功率，現(xiàn)已有幾瓦到幾千瓦的燈。輻射的波長很重要，如用于殺菌，最小波長約為260毫微米，一般保健用的約297毫微米。光電印刷中，有許多光譜靈敏度的范圍可用，主要是近紫外，以及藍色和綠色的范圍，在這方面汞燈雖仍有某些專門用途，但現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)金屬鹵化物燈在光電印刷方面有多種新的用途。