Ksenon lukse: Snažan i prilagodljiv izvor svjetla
Xenonova lukica je vrsta plinske razrješne svjetiljke koja proizvodi svjetlost prolazeći struju kroz ionizirani xenon plin pod visokim tlakom. Xenonove luke imaju glatvu emisijsku krivulju u ultraljubičastom do vidljivom spektru, s karakterističnim valovima duljine između 750 i 1000 nm. Stvaraju svijetlu bijelu svjetlost koja blizu prati prirodno sunčev svjetlost, što proširuje njihove primjene u različite područja poput filma, simulacije dnevne svjetlosti, solarnog testiranja i istraživanja. Xenonove luke mogu se podijeliti u tri kategorije: kontinuirane xenonove kratke lukice, kontinuirane xenonove duge lukice i xenonove bliksve svjetiljke.
Što je xenonova lukica?
Xenonova lukica definirana je kao vrlo specijalizirana vrsta plinske razrješne svjetiljke, električna svjetiljka koja proizvodi svjetlost prolazeći struju kroz ionizirani xenon plin pod visokim tlakom. Riječ „luk“ odnosi se na električni tok koji teče između dvaju elektroda u plinskoj cijevi. Riječ „xenon“ odnosi se na blago plin koji se koristi kao glavni sastojak plinskog miješavina u cijevi. Xenon je odabran zbog svog visokog atomskog broja i niske ionizacijske energije, što mu omogućuje emitiranje širokog spektra svjetlosti s visokom intenzitetom i reprodukcijom boja.
Kako radi xenonova lukica?
Osnovna struktura xenonove luke sastoji se od dvaju torijiranih volframnih elektroda postavljenih licem prema licu s malim razmakom u zatvorenom prozirnom omotaču spojenog kvarc (poznat i kao kvarc). Torijirani volfram je legura volframa s 1 do 2% torija dodanog kako bi se poboljšala sposobnost emitiranja elektrona volframa. Spojeni kvarc je nekristalni prozirni stakleni dioksid silicija koji pruža dodatnu čvrstoću i gotovo nulto termalno širenje. Može izdržati visoki tlak i visoku temperaturu.
Omotač ili bulba su ispunjeni xenonom pod vrlo visokim tlakom, obično oko 30 bara. Kada se napon primijeni na elektrode, počinje fenomen plinske razrješne u xenonu u razmaku između elektroda. Uvijek postoje slobodni elektroni u plinu zbog termalne agitacije ili kosmičkih zraka. Zbog primijenjenog električnog polja između elektroda, slobodni elektroni se ubrzavaju i sudaraju s xenon atomima. Zbog tih sudara, elektroni s vanjske orbite xenon atoma odsjeckuju se s svoje pozicije i dolaze na viši energetski razina. Atomi s elektronima više energetske razine nazivaju se uzbuđeni atomi.
Kada se uzbuđeni atomi vrate sa svoje više energetske razine na prethodnu energetsku stanju, oslobađaju dodatnu energiju kao fotoni. Valna duljina emitirane energije fotona je unutar vidljivog raspona. Boja svjetlosti xenonove luke je slična dnevnoj svjetlosti. Zbog elektrostatične privlačnosti anode (pozitivne elektrode), slobodni elektroni konačno dolaze do anode i vraćaju se na izvor.
Zbog privlačnosti katode (negativne elektrode), pozitivni joni (xenon atomi koji su izgubili elektrone) konačno sudaraju s prednjom površinom katode i generiraju pozitivne metaličke jone, neutralne xenon atome i slobodne elektrone. Ovi elektroni nazivaju se sekundarno emitirani elektroni. Ovi elektroni pomažu u nastavku procesa plinske razrješne.
Budući da se katoda posebno ne zagrijava za emitiranje elektrona, katoda xenonove luke poznata je kao hladna katoda.
Koji su tipovi xenonovih lukica?
Xenonove luke može se grobno podijeliti u tri kategorije: kontinuirane xenonove kratke lukice, kontinuirane xenonove duge lukice i xenonove bliksve svjetiljke.
Kontinuirane xenonove kratke lukice
Kontinuirane xenonove kratke lukice dizajnirane su za rad na strujni tok jednosmjernog toka (DC) s vrlo kratkom lukom (obično manje od 5 mm). Imaju visoku luminosnu učinkovitost (do 75 lumena po vatini) i visoki indeks reprodukcije boja (do 95). Široko se koriste za projekciju filma, svjetlosna crta, simulatore sunca i druge primjene koje zahtijevaju visoku svjetlost i stabilnost.
