Lampu Busur Xenon: Sumber Cahaya Cerah dan Versatile

Lampu ark xenon adalah jenis lampu pelepasan gas yang menghasilkan cahaya dengan melewati arus elektrik melalui gas xenon terionisasi pada tekanan tinggi. Lampu ark xenon mempunyai kurva emisi yang licin dari ultraviolet hingga spektrum yang dapat dilihat, dengan panjang gelombang khas yang dipancarkan dari 750 hingga 1000 nm. Mereka menghasilkan cahaya putih terang yang menyerupai cahaya matahari alami, yang memperluas aplikasinya ke berbagai bidang seperti filem, simulasi cahaya siang, pengujian suria, dan penyelidikan. Lampu ark xenon dapat dibahagikan kepada tiga kategori: lampu ark xenon keluaran berterusan pendek, lampu ark xenon keluaran berterusan panjang, dan lampu kilat xenon.

Apakah Itu Lampu Ark Xenon?

Lampu ark xenon didefinisikan sebagai jenis lampu pelepasan gas yang sangat khusus, lampu elektrik yang menghasilkan cahaya dengan melewati arus elektrik melalui gas xenon terionisasi pada tekanan tinggi. Istilah "ark" merujuk kepada arus elektrik yang mengalir antara dua elektrod dalam tabung yang diisi gas. Istilah "xenon" merujuk kepada gas mulia yang digunakan sebagai komponen utama campuran gas dalam tabung. Xenon dipilih karena nomor atomnya yang tinggi dan potensi ionisasi yang rendah, yang memungkinkannya memancarkan spektrum cahaya yang luas dengan intensitas dan pemetaan warna yang tinggi.

Bagaimana Cara Kerja Lampu Ark Xenon?

Struktur dasar lampu ark xenon terdiri dari dua elektrod tungsten toriated yang ditempatkan berhadapan dengan jarak kecil dalam selubung transparan kedap udara dari silika padu (juga dikenal sebagai kuarsa). Tungsten toriated adalah paduan tungsten dengan 1 hingga 2% torium ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan emisi elektron tungsten. Silika padu adalah kaca silikon dioksida nonkristalin transparan yang memberikan kekuatan tambahan dan ekspansi termal hampir nol. Ia dapat menahan tekanan dan suhu tinggi.

Selubung atau bohlam diisi dengan gas xenon pada tekanan sangat tinggi, biasanya sekitar 30 bar. Ketika voltan diterapkan pada elektrod, fenomena pelepasan gas dimulai di gas xenon di celah antara elektrod. Selalu ada beberapa elektron bebas dalam gas karena agitasi termal atau sinar kosmik. Karena medan elektrik yang diterapkan di antara elektrod, elektron bebas mendapatkan percepatan dan bertabrakan dengan atom xenon. Akibat tabrakan ini, elektron dari orbit luar atom xenon terlepas dari posisinya dan pindah ke level energi yang lebih tinggi. Atom dengan elektron pada level energi yang lebih tinggi disebut atom terangsang.

Ketika atom terangsang kembali dari level energi yang lebih tinggi ke level energi sebelumnya, mereka melepaskan energi ekstra sebagai foton. Panjang gelombang energi yang dipancarkan oleh foton berada dalam rentang yang dapat dilihat. Warna cahaya lampu ark xenon mirip dengan cahaya siang. Karena tarikan elektrostatik anoda (elektrod positif), elektron bebas akhirnya datang ke anoda dan kembali ke sumber.

Karena tarikan katoda (elektrod negatif), ion positif (atom xenon yang kehilangan elektron) akhirnya bertabrakan dengan permukaan depan katoda dan menghasilkan ion logam positif, atom xenon netral, dan elektron bebas. Elektron ini disebut elektron sekunder. Elektron ini membantu proses pelepasan gas berlanjut.

Karena katoda tidak dipanaskan tambahan untuk emisi elektron, katoda lampu ark xenon dikenal sebagai katoda dingin.

Apakah Jenis-jenis Lampu Ark Xenon?

Lampu ark xenon dapat dibagi menjadi tiga kategori: lampu ark xenon keluaran berterusan pendek, lampu ark xenon keluaran berterusan panjang, dan lampu kilat xenon.

Lampu Ark Xenon Keluaran Berterusan Pendek

Lampu ark xenon keluaran berterusan pendek dirancang untuk operasi arus terus (DC) dengan panjang ark yang sangat pendek (biasanya kurang dari 5 mm). Mereka memiliki efisiensi luminosa tinggi (hingga 75 lumen per watt) dan indeks pemetaan warna tinggi (hingga 95). Mereka banyak digunakan untuk proyeksi bioskop, sorot, simulator suria, dan aplikasi lain yang memerlukan kecerahan dan stabilitas tinggi.

Lampu Ark Xenon Keluaran Berterusan Panjang

Lampu ark xenon keluaran berterusan panjang dirancang untuk operasi arus bolak-balik (AC) dengan panjang ark yang lebih panjang (biasanya lebih dari 10 mm). Mereka memiliki efisiensi luminosa yang lebih rendah (hingga 40 lumen per watt) dan indeks pemetaan warna yang lebih rendah (hingga 85) daripada lampu ark pendek. Mereka terutama digunakan untuk tujuan pencahayaan umum, seperti pencahayaan jalan, pencahayaan industri, dan pencahayaan arsitektur.

Lampu Kilat Xenon

Lampu kilat xenon dirancang untuk operasi pulsa dengan daya puncak sangat tinggi (hingga beberapa megawatt) dan durasi yang sangat singkat (biasanya kurang dari 1 milisekon). Mereka memiliki konsumsi daya rata-rata yang rendah (hingga 10 watt) dan efisiensi luminosa rata-rata yang rendah (hingga 10 lumen per watt). Mereka terutama digunakan untuk kilat fotografi, lampu stroboskop, pompa laser, dan aplikasi lain yang memerlukan intensitas tinggi dan durasi singkat.

Apakah Kelebihan Lampu Ark Xenon?

Lampu ark xenon memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sumber cahaya lain:

• Mereka menghasilkan spektrum cahaya yang luas yang mencakup sebagian besar rentang yang dapat dilihat dan sebagian dari rentang ultraviolet dan inframerah. • Mereka memiliki indeks pemetaan warna yang tinggi yang membuat objek tampak lebih alami dan hidup. • Mereka memiliki suhu warna yang tinggi yang mensimulasikan cahaya matahari alami dan meningkatkan visibilitas. • Mereka memiliki umur panjang yang berkisar dari 500 jam (7 kW) hingga 1500 jam (1 kW). • Mereka memiliki ark yang stabil dengan lebih sedikit kedipan dan noise. • Mereka memiliki elektrod yang tidak habis yang memungkinkan operasi lebih lama tanpa gangguan. • Mereka memiliki dampak lingkungan yang rendah karena tidak mengandung merkuri atau zat-zat beracun lainnya.

Apakah Kekurangan Lampu Ark Xenon?

Lampu ark xenon juga memiliki beberapa kekurangan dibandingkan sumber cahaya lain:

• Mereka memerlukan voltan dan arus yang tinggi untuk beroperasi, yang meningkatkan biaya dan kompleksitas pasokan daya dan sistem kendali. • Mereka menghasilkan banyak panas yang memerlukan sistem pendinginan yang efisien. • Mereka memancarkan radiasi ultraviolet yang dapat menyebabkan kerusakan mata atau kanker kulit jika tidak difilter atau dilindungi dengan baik. • Mereka sensitif terhadap guncangan dan getaran yang dapat merusak atau memecahkan selubung kaca atau elektrod