जिनन आर्क लैंप: एक प्रकाशमान और बहुमुखी प्रकाश स्रोत
एक जीनॉन आर्क लैंप एक प्रकार की गैस डिस्चार्ज लैंप है जो उच्च दबाव में आयनित जीनॉन गैस के माध्यम से विद्युत को पारित करके प्रकाश उत्पन्न करती है। जीनॉन आर्क लैंप अल्ट्रावायलेट से दृश्य प्रकाश तक के विस्तार में एक निर्विघ्न उत्सर्जन वक्र रखती है, जिसमें 750 से 1000 नैनोमीटर की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य उत्सर्जित होती हैं। वे एक चमकदार सफेद प्रकाश उत्पन्न करती हैं जो प्राकृतिक सूर्य का प्रकाश बहुत ही निकटवर्ती ढंग से नकल करता है, जिससे उनके अनुप्रयोग फिल्म, दिन का प्रकाश सिमुलेशन, सौर परीक्षण और अनुसंधान जैसे विभिन्न क्षेत्रों में फ़ैल जाते हैं। जीनॉन आर्क लैंप को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: निरंतर-उत्पाद जीनॉन छोटे-आर्क लैंप, निरंतर-उत्पाद जीनॉन लंबे-आर्क लैंप, और जीनॉन फ्लैश लैंप।
जीनॉन आर्क लैंप क्या है?
जीनॉन आर्क लैंप को एक विशिष्ट प्रकार की गैस डिस्चार्ज लैंप के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो उच्च दबाव में आयनित जीनॉन गैस के माध्यम से विद्युत को पारित करके प्रकाश उत्पन्न करती है। "आर्क" शब्द दो इलेक्ट्रोडों के बीच गैस-भरे ट्यूब में प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा को संदर्भित करता है। "जीनॉन" शब्द ट्यूब में गैस मिश्रण का मुख्य घटक के रूप में उपयोग की जाने वाली नोबल गैस को संदर्भित करता है। जीनॉन को इसके उच्च परमाणु संख्या और कम आयनन ऊर्जा के कारण चुना जाता है, जो इसे उच्च तीव्रता और रंग प्रतिबिंबन के साथ एक व्यापक प्रकाश विस्तार उत्पन्न करने की अनुमति देता है।
जीनॉन आर्क लैंप कैसे काम करती है?
जीनॉन आर्क लैंप की बुनियादी संरचना में दो थोरियेटेड टंगस्टन इलेक्ट्रोड शामिल हैं, जो एक छोटे अंतर के साथ सामने-सामने रखे गए हैं, जो एक एयरटाइट ट्रांसपेयरेंट एनवेलोप या बल्ब में रखे गए हैं, जो फ्यूज्ड सिलिका (या क्वार्ट्ज) से बना है। थोरियेटेड टंगस्टन टंगस्टन का एक मिश्रधातु है, जिसमें 1 से 2% थोरियम जोड़ा गया है, जो टंगस्टन की इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन क्षमता को बढ़ाता है। फ्यूज्ड सिलिका एक गैर-क्रिस्टलीय पारदर्शी सिलिकॉन डाइऑक्साइड ग्लास है, जो अतिरिक्त शक्ति और लगभग शून्य ऊष्मीय विस्तार प्रदान करता है। यह उच्च दबाव और उच्च तापमान को सहन कर सकता है।
इनवेलोप या बल्ब को उच्च दबाव, आमतौर पर लगभग 30 बार, पर जीनॉन गैस से भरा जाता है। जब इलेक्ट्रोडों के बीच वोल्टेज लगाया जाता है, तो जीनॉन गैस में गैस डिस्चार्ज घटना शुरू हो जाती है। गैस में हमेशा थेर्मल उत्तेजना या कोस्मिक किरणों के कारण कुछ मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। लगाए गए विद्युत क्षेत्र के कारण, मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से गति बढ़ाते हैं और जीनॉन परमाणुओं के साथ टकराते हैं। इन टकरावों के कारण, जीनॉन परमाणुओं के बाहरी कक्ष से इलेक्ट्रॉन उनकी स्थिति से अलग हो जाते हैं और उच्च ऊर्जा स्तर पर आ जाते हैं। उच्च ऊर्जा स्तर वाले परमाणुओं को उत्तेजित परमाणु कहा जाता है।
जब उत्तेजित परमाणु उच्च ऊर्जा स्तर से अपने पिछले ऊर्जा स्तर पर लौटते हैं, तो वे अतिरिक्त ऊर्जा को फोटॉनों के रूप में उत्सर्जित करते हैं। फोटॉनों द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की तरंगदैर्ध्य दृश्य परिसर के भीतर होती है। जीनॉन आर्क लैंप के प्रकाश का रंग दिन के प्रकाश जैसा होता है। एनोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) के विद्युत स्थिर आकर्षण के कारण, मुक्त इलेक्ट्रॉन अंततः एनोड पर आते हैं और स्रोत को वापस जाते हैं।
कैथोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) के आकर्षण के कारण, धनात्मक आयन (जीनॉन परमाणु जिनसे इलेक्ट्रॉन खो गए) अंततः कैथोड के पृष्ठ से टकराते हैं और धनात्मक धातु आयन, न्यूट्रल जीनॉन परमाणु और मुक्त इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। इन इलेक्ट्रॉनों को द्वितीयक उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन कहा जाता है। ये इलेक्ट्रॉन गैस डिस्चार्ज प्रक्रिया को जारी रखने में मदद करते हैं।
क्योंकि कैथोड को इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के लिए अतिरिक्त तापित नहीं किया जाता है, इसलिए जीनॉन आर्क लैंप का कैथोड एक ठंडा कैथोड के रूप में जाना जाता है।
जीनॉन आर्क लैंप के प्रकार क्या हैं?
जीनॉन आर्क लैंप को लगभग तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: निरंतर-उत्पाद जीनॉन छोटे-आर्क लैंप, निरंतर-उत्पाद जीनॉन लंबे-आर्क लैंप, और जीनॉन फ्लैश लैंप।
निरंतर-उत्पाद जीनॉन छोटे-आर्क लैंप
निरंतर-उत्पाद जीनॉन छोटे-आर्क लैंप सीधी धारा (DC) संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिनमें बहुत छोटी आर्क लंबाई (आमतौर पर 5 मिमी से कम) होती है। उनकी उच्च प्रकाश दक्षता (लेन्स वाट पर 75 ल्यूमेन तक) और उच्च रंग प्रतिबिंबन सूचकांक (95 तक) होता है। उन्हें व्यापक रूप से सिनेमा प्रक्षेपण, सर्चलाइट, सूर्य सिमुलेटर और अन्य ऐसे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जिनमें उच्च चमक और स्थिरता की आवश्यकता होती है।
निरंतर-उत्पाद जीनॉन लंबे-आर्क लैंप
