수은등(또는 수은 증기 램프)은 기화된 수은을 통해 아크 방전을 발생시켜 빛을 생성하는 고강도 가스 방전 광원입니다.
백열등이나 할로겐 광원이 연속적인 "무지개" 빛을 방출하는 것과 달리, 수은등은 자외선(UV) 및 가시 스펙트럼에서 특정 좁은 파장 피크에서 극심한 강도를 방출하는 선 스펙트럼으로 정의됩니다. 이로 인해 형광 현미경 및 포토리소그래피와 같이 고에너지 단색광을 필요로 하는 응용 분야에서 산업 표준으로 사용됩니다.
작동 원리
램프는 두 개의 전극, 특정 양의 수은, 그리고 고압의 불활성 시동 가스(일반적으로 아르곤 또는 크세논)를 포함하는 석영 유리 외피(아크 튜브)로 구성됩니다.
- 점화: 고전압 펄스가 시동 가스를 이온화하여 전극 사이에 전도성 경로를 생성합니다.
- 기화: 이 초기 아크의 열이 튜브 내부의 액체 수은 방울을 기화시킵니다.
- 아크 안정성: 수은이 완전히 기화되면 안정적인 플라즈마 아크가 형성됩니다. 이 아크는 매우 밝으며 실제 광원 역할을 합니다.
스펙트럼 방출 ("수은선")
광학 설계에서 수은의 특정 방출 피크는 중요한 상수입니다. 광학 필터(대역통과/장파장)는 종종 이러한 선을 분리하기 위해 특별히 설계됩니다.
UV 영역:
- i-선 (365 nm): 지배적인 UV 피크입니다. UV 경화, 리소그래피 및 UV 형광체(예: DAPI) 여기(Exciting)에 사용됩니다.
가시 영역:
- h-선 (405 nm): 보라색/진한 파란색 피크.
- g-선 (436 nm): 주요 파란색 피크.
- e-선 (546 nm): 주요 녹색 피크. 종종 렌즈 전력 계산의 기준 파장으로 사용됩니다.
- 황색 이중선 (577/579 nm): 노란색 스펙트럼에서 서로 가까이 있는 두 개의 선.
램프 구조 및 분류
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HBO: 다음 독일어 용어에서 파생된 이 램프의 일반적인 산업 약어:
- H: Hydrargyrum (수은)
- B: Brillianz (높은 밝기)
- O: Osram (역사적으로 AC/비편광 작동을 나타냄).
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단거리 아크 vs. 장거리 아크:
- 단거리 아크: 전극 사이의 간격이 매우 작아서(일반적으로 1mm 미만) "점 광원"을 생성합니다. 이는 빛을 현미경이나 광섬유로 집중시키는 데 이상적입니다.
- 장거리 아크: 넓은 표면적을 경화하는 데 사용됩니다. 점 광원이 아닙니다.
- 압력: 최신 램프는 밝기와 스펙트럼 확장을 증가시키기 위해 극도로 높은 내부 압력(종종 70기압 초과)에서 작동합니다.