氙气闪光管

氙气闪光管是利用贮存在电容器中的电能产生很高强度闪光的光源。其光输出与可见区范围内的自然昼光很相似，而且有大量的紫外与红外辐射，使其用途更加广泛。

对闪光管有许多不同的要求。每一种闪光管的设计，可能只适用于下列某一项工作:

(1)航空或演播室摄影和光化学用灯，要求高功率。

(2)业余和演播室摄影，一般工业与科学上的应用，航海与机场信号灯、医学研究与制图等，要求中等功率和适当短促的闪光。

(3)某些科学上的应用，要求仅有几微秒的闪光。

(4)与激光一起使用的，要求弧光短，负载高。

(5) 频闪应用，要求灯在低功率和高频条件下工作，例如检查运动中的部件,以及用于点火计时器和飞轮平衡器中。

一、闪光管的结构

除高负载的闪光管采用石英玻璃外，多数闪光管均用硼鞋酸盐玻璃。电极及封接必须设计得能承受可能高达几千个安培的峰值电流，能量耗散仅被放电管表面的龟裂与熔化所限制。为了维持正柱区内的高电流密度，放电管要小，以压缩电弧。为了形成更加集中的光源，放电管绕成螺旋形或其它不影响基本性能的外形。放电管的大小、充气压力、电极设计以及发射涂层都对灯管效率、闪光持续时间和寿命有决定性的影响。纯氙气所发出的辐射，适用于大多数单色和自然彩色胶片的摄影，但如要摄制高速运动的目标，可充以氩与微量氢的混合气，可产生仅有几微秒持续时间的闪光。极间距离较短的灯充以1到2个大气压的气体，而正柱较长的直管形或螺旋形灯则需充50乇至200乇的气体。

氙气闪光管的外形、尺寸、功率以及光输出特性是多种多样的。功率负载范围很宽，每次闪光至少可高达10焦耳。

二、单次闪光的工作情况

对主要电容器C充电的电压可由某种方便的直流电源供应，但对小电容C2，则需经过一电位分配器来充电。当闭合开关s后，C₂放出的能量产生一种高电压脉冲，当此脉冲加到绕在闪光管的电线，或加到第三电极时，即使气体电离并使贮存于C1的能量在闪光管中逸散。

为了保证灯的使用可靠，触发电压要求达到4千伏至16千伏，能量约为5微焦耳，其脉冲上升时间相当于约四千赫的固有频率。在完全黑暗的情况下，闪光管的触发较为困难，但电弧管在光子的辐照下，或增加触发能量与电压，也可确保点火。

充电电阻R,有两个重要作用:限制从电源来的电流、允许从低额定电流电源中获得高功率输出，但当长时间的再次充电时，这是没有意义的，其次,它必须限制充电电流,以便当电容器C:已经放电时，闪光管即能消电离并熄灭，而不致引起闪光。只有当C1的电压在达到消电离之前已升高并超过临界值，才能产生闪光。这是频闪电路设计中最重要某些电路设计使电容器与充电电路在每次闪光后暂时自动地断开，而不采用上述限制。电解电容器因其尺寸与重量的关系，常用于低压灯管(不大于1000伏)。纸质电容器的内阻抗较低，频闪持续时间较短，因而光效较高。直流电源可通过蓄电池或交流整流器等简便的方法取得。脉冲线圈是空心的，忒斯拉型变压器(Tesla-type transformers) 有时还装有绝缘初级绕组。它们的初级电阻均较低，可使触发电容迅速放电。线圈应置于闪光管附近，以免长导线引起高频损失。为了安全起见，用于摄影的触发电容器上的电压，最大不得超过 150 伏，因为电容器是与照相机接连的;同样，为了防止接触点的损坏,连续电流应严格限制在500 微安以下。

和其它的放电光源一样，闪光灯不能并联工作。须各有数其放电电容器和充电电阻，一般还有它自己的触发线圈，以保证正常的工作。如能适当提高工作电压，可以串联使用，触发的方法是将触发脉冲按一般方法加在两个灯管上，或加于它们的共同接点上。

由于蓄电池的电压会下降，以及设备设计上的差异，闪光管的工作电压应考虑有一个变动的幅度。1969年英国标准(BS) 3205号上规定容差为标称电压的+10%到-20%。灯管本身的工作限制应比上述容差稍大，最高电压为释抑电压(hold-off votage)，高于该电压则杂散电离辐射会使灯管间歇地触发，最低电压应定为最低点火电压，低于该电压，灯管闪光即不规律，或不能点火。实际上工作电压也不是固定的数据，须由触发脉冲(即脉冲的电压与能量)产生的电离作用来决定。