제논 아크 램프: 밝고 다목적의 광원

자외선 아크 램프는 고압의 이온화된 제논 가스를 통해 전기를 통과시켜 빛을 발생시키는 가스 방전 램프의 한 유형입니다.제논 아크 램프는 자외선에서 가시광선까지 부드러운 발광 곡선을 가지며, 750부터 1000nm 사이의 특징적인 파장을 방출합니다. 이들은 자연광을 매우 잘 모방하는 밝은 백색 빛을 생성하여 영화, 일광 시뮬레이션, 태양광 테스트, 연구 등 다양한 분야에서 응용됩니다. 제논 아크 램프는 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다: 연속 출력 제논 단아크 램프, 연속 출력 제논 장아크 램프, 제논 플래시 램프.

제논 아크 램프란?

제논 아크 램프는 고압의 이온화된 제논 가스를 통해 전기를 통과시켜 빛을 발생시키는 고도로 특수화된 가스 방전 램프입니다. "아크"라는 용어는 가스 충전 튜브 내의 두 전극 간에 흐르는 전기 전류를 의미합니다. "제논"은 튜브 내의 주요 가스 혼합물로 사용되는 귀금속 가스를 의미합니다. 제논은 높은 원자 번호와 낮은 이온화 잠재력으로 인해 광범위한 스펙트럼의 빛을 높은 강도와 색 재현성으로 방출할 수 있습니다.

제논 아크 램프는 어떻게 작동하나요?

제논 아크 램프의 기본 구조는 두 개의 토리움 첨가 월프 전극이 작은 간격을 두고 투명한 용융 실리카(또는 석영)로 이루어진 기밀한 투명 커버 내에 서로 마주 보게 배치되어 있습니다. 토리움 첨가 월프는 전자를 방출하는 능력을 향상시키기 위해 1~2%의 토륨을 첨가한 월프 합금입니다. 용융 실리카는 비결정성 투명 실리콘 산화물 유리로, 추가적인 강도와 거의 제로의 열팽창을 제공하며, 고압과 고온을 견딜 수 있습니다.

램프 또는 볼브는 일반적으로 약 30바의 매우 높은 압력으로 제논 가스로 채워져 있습니다. 전극 간에 전압이 적용되면, 전극 간의 제논 가스에서 가스 방전 현상이 시작됩니다. 열 교란이나 우주선으로 인해 항상 일부 자유 전자가 가스 내에 존재합니다. 전극 간에 적용된 전기장으로 인해 자유 전자는 가속되며 제논 원자들과 충돌합니다. 이러한 충돌로 인해 제논 원자의 외부 궤도에서 전자가 그 위치에서 분리되어 더 높은 에너지 상태로 이동합니다. 더 높은 에너지 상태의 전자를 가진 원자들은 흥분된 원자라고 합니다.

흥분된 원자가 더 높은 에너지 상태에서 이전 에너지 상태로 돌아갈 때, 그들은 여분의 에너지를 포톤 형태로 방출합니다. 포톤이 방출하는 에너지의 파장은 가시광선 범위 내에 있습니다. 제논 아크 램프의 빛 색상은 일광과 같습니다. 양전극(양극)의 정전기적 인력에 의해 자유 전자는 결국 양전극으로 이동하여 소스로 돌아갑니다.

음전극(음극)의 인력에 의해 양이온(전자를 잃은 제논 원자)은 결국 음전극의 앞면과 충돌하여 양금속 이온, 중성 제논 원자, 그리고 자유 전자를 생성합니다. 이러한 전자는 2차 방출 전자라고 합니다. 이러한 전자는 가스 방전 과정을 계속 유지하는 데 도움이 됩니다.

음전극이 전자 방출을 위한 추가적인 가열이 필요하지 않기 때문에, 제논 아크 램프의 음전극은 냉음극이라고 합니다.

제논 아크 램프의 종류는 무엇인가요?

제논 아크 램프는 대략 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다: 연속 출력 제논 단아크 램프, 연속 출력 제논 장아크 램프, 제논 플래시 램프.

연속 출력 제논 단아크 램프

연속 출력 제논 단아크 램프는 매우 짧은 아크 길이(일반적으로 5mm 미만)를 가진 직류(DC) 작동을 위해 설계되었습니다. 이들은 높은 광효율(최대 75lm/W)과 높은 색 재현 지수(최대 95)를 가지고 있습니다. 이들은 영화 프로젝션, 탐조등, 태양광 시뮬레이터, 기타 높은 밝기와 안정성이 필요한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

연속 출력 제논 장아크 램프

연속 출력 제논 장아크 램프는 더 긴 아크 길이(일반적으로 10mm 이상)를 가진 교류(AC) 작동을 위해 설계되었습니다. 이들은 단아크 램프보다 낮은 광효율(최대 40lm/W)과 낮은 색 재현 지수(최대 85)를 가지고 있습니다. 이들은 주로 거리 조명, 산업용 조명, 건축 조명 등의 일반 조명 목적으로 사용됩니다.