氙燈:氙燈的光譜分布從總的情況來看比較接近于日光,但在0.8??0.1?之間有紅外線,比太陽光大幾倍。因此必須用濾光片濾除,現(xiàn)代的精密太陽模擬器幾乎都用氙燈作電源,主要原因是光譜比較接近日光,只要分別加上不同的濾光片即可獲得AM0或AM1.5等不同的太陽光譜。氙燈模擬器的缺點(diǎn)從光學(xué)方面來考慮是它的光斑很不均勻,需要有一套復(fù)雜的光學(xué)積分裝置來使光斑均勻。從電路來考慮是它需要一套復(fù)雜而比較龐大的電源及起輝裝置??偟膩碚f,氙燈模擬器的缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜,價(jià)格昂貴,特別是有效輻照面積很難做得很大。 氙燈分為長弧氙燈、短弧氙燈、脈沖氙燈三類: 長弧氙燈
是一種在管狀石英泡殼內(nèi)充有適量高純度氙氣、二端封有極距大于 100mm的釷鎢、鋇鎢或***鎢電極 的氙燈?;」夥烹姇r(shí)損失較小,發(fā)光效率高,壽命長,長弧氙燈發(fā)出的光譜和日光非常接近。 短弧氙燈 是一種在橢球形石英泡殼內(nèi)充有0.019~0.0266MPa高壓氙氣、極間距離小于10mm的氙燈。短弧氙燈是具有極高亮度的點(diǎn)光源,色溫為6000K左右,光色接近太陽光,是目前氣體放電燈中顯色性的一種光源。 脈沖氙燈 脈沖式太陽模擬選用各種脈沖氙燈作為光源,這種光源的特點(diǎn)是能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)出比一般光源強(qiáng)若干倍的強(qiáng)光,而且光譜特性比穩(wěn)態(tài)氙燈更接近于日光。由于亮度高通??煞旁陔x太陽電池較遠(yuǎn)的位置進(jìn)行測(cè)量,因此改善了輻照均勻性,可得到大面積的均勻光斑。
注意事項(xiàng) 1、 氙燈的點(diǎn)燃位置垂直或水平均可,水平點(diǎn)燃時(shí)傾角不超過40º,垂直點(diǎn)燃時(shí)陽極在上,陰極在下。水平點(diǎn)燃應(yīng)在燈泡殼水平方向有吸弧磁場(chǎng)穩(wěn)定電弧位置,以防電弧在上飄動(dòng)。 2、 不要沾污石英泡殼應(yīng)保持清潔,使用前應(yīng)用酒精棉花擦凈后再點(diǎn)燈。 3、 燈泡接線時(shí)必須特別注意正負(fù)不能接反,粗電極“+”端為陽極,細(xì)電極“-”端為陰極,如果接反短短幾秒鐘內(nèi)就會(huì)將陰極燒壞。 4、 由于電流較大,燈頭和燈座之間接觸必須良好,使用中必須保證接觸點(diǎn)清潔。 5、 因燈內(nèi)充有高壓氣體,故在裝卸運(yùn)輸時(shí),尤其在裝機(jī)時(shí)避免碰撞,工作時(shí)應(yīng)置于散熱良好的罩內(nèi),以防***及強(qiáng)光、強(qiáng)紫外線灼傷皮膚和眼睛。 6、 氙燈必須與專用的直流電源及觸發(fā)器配套使用,直流電源的波紋系數(shù)不得大于7%,點(diǎn)燃時(shí)工作電流應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。否則會(huì)影響燈的壽命,甚至毀壞。
氙氣是惰性氣體中原子序數(shù)較大的元素(也就是較重的元素),原子半徑較大。在弧光放電中,電子與氣體發(fā)生彈性碰撞損失的能量同氣體的原子量成反比,所以與其他惰性氣體相比氙氣弧光放電時(shí)損失較小,發(fā)光效率高。同時(shí),氙氣的電離電勢(shì)較低,放電時(shí)電極附近的電壓降小,這樣可以延長電極的壽命。又由于氙原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),長弧氙燈發(fā)出的光譜和日光非常接近,這是氙燈的特點(diǎn)。
熒光燈的功率是受限制的,一般做成5~100瓦。而氙燈功率可以從1萬瓦到幾十萬瓦。氙燈的工作溫度很高,僅靠自然冷卻不行,需要強(qiáng)迫冷卻,或者用風(fēng)冷,或者用水冷。***燈的發(fā)光效率較高,約24~37流/瓦,水冷式的氙燈發(fā)光效率可達(dá)60流/瓦,一般壽命可達(dá)3000小時(shí)。一盞5萬瓦的氙燈所發(fā)出的光相當(dāng)于1000盞100瓦的日光燈或90盞400瓦的高壓***燈。它適于廣場(chǎng)、公園、體育場(chǎng)、大型建筑工地、露天煤礦、機(jī)場(chǎng)等地方的大面積照明,還可以用作電影攝影,彩色照相制版,復(fù)印等方面的光源。因?yàn)樗l(fā)光接近日光,所以可用于布匹織物的顏色檢驗(yàn),***、塑料的老化試驗(yàn),植物栽培,光化學(xué)等方面充當(dāng)人工老化的光源和模擬日光。
氙燈光源被光化學(xué)研究領(lǐng)域采用作為模擬太陽光光源,操作簡單。燈管采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口石英管材,顯色性佳,發(fā)光效率高,配有專用燈罩及固定架。電源穩(wěn)定性好,發(fā)出的光和太陽光光譜很接近,氙燈適合作為可見光區(qū)的光源,主要應(yīng)用的光化學(xué)、光催化、氣體光催化,大面積模擬太陽光,光降解污染物、光化學(xué)合成等研究領(lǐng)域的應(yīng)用。該光源配套靈活、可長時(shí)間連續(xù)照射。
氙燈光源內(nèi)部安裝500W高壓短弧球形氙燈,在高壓激發(fā)下形成弧光放電。高壓短弧球形氙燈是發(fā)光點(diǎn)很小的光源,在點(diǎn)燃時(shí)輻射出的光波從紫外到近紅外的連續(xù)光譜強(qiáng)而穩(wěn)定。可見區(qū)光色溫極近似于日光,是模擬AM1.5標(biāo)準(zhǔn)日光的理想光源,不僅應(yīng)用于太陽能電池研究、還可用于光電響應(yīng)型器件測(cè)試、表面光電壓譜、生物光照、光催化、光學(xué)檢測(cè)、各類模擬日光可見光加速實(shí)驗(yàn)、表面缺陷分析等領(lǐng)域。該系列光源可以兼容多種規(guī)格濾光片。