汞弧灯（或汞蒸气灯）是一种高强度气体放电光源，通过使电弧穿过汽化的汞来产生光。
白炽光源或卤素光源会发射连续的“彩虹”光谱，而汞弧灯与之不同，其特征是具有线状光谱，在紫外（UV）和可见光谱中特定的窄波长峰处发射强度极高的光。因此，它成为荧光显微镜和光刻等需要高能量单色光应用的行业标准光源。
工作原理
该灯由石英玻璃泡壳（电弧管）构成，其中装有两个电极、特定量的汞以及处于高压下的惰性启动气体（通常为氩气或氙气）。
- 点火： 高压脉冲使启动气体电离，从而在电极之间形成导电通路。
- 汽化： 初始电弧产生的热量使管内的液态汞滴汽化。
- 电弧稳定性： 汞完全汽化后，会形成稳定的等离子体电弧。该电弧亮度极高，是实际的光源。
光谱发射（“汞谱线”）
在光学设计中，汞的特定发射峰是关键常数。光学滤光片（带通/长通）通常经过专门设计，用于分离这些谱线。
UV 波段:
- i线（365 nm）： 主要的UV峰。用于UV固化、光刻以及激发DAPI等UV荧光团。
可见光区域：
- h线（405 nm）： 紫色/深蓝色峰。
- g 线（436 nm）：主要蓝光峰。
- e 线 (546 nm)：主要绿色峰。常用作计算透镜屈光力的参考波长。
- 黄色双线（577/579 nm）： 黄色光谱中两条间距很小的谱线。
灯具结构 & 分类
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HBO： 这些灯在行业中的常用缩写，源自以下德语术语：
- H： Hydrargyrum（汞）
- B: 亮度 (高亮度)
- O: Osram（过去表示 AC/非偏振工作）。
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短弧与长弧：
- 短弧： 电极间隙非常小（通常为 <1 mm），形成一个光学“点光源”。()这非常适合将光聚焦到显微镜或光纤中。
- 长弧光：用于大面积固化，不属于点光源。
- 压力： 现代灯具在极高的内部压力（通常超过70个大气压）下工作，以提高亮度并拓宽光谱。
工作限制
- 预热时间: 随着汞蒸发，灯需要5–15分钟才能达到最高亮度并稳定工作。
- 冷却时间： 灯关闭后无法立即重新点亮。必须先冷却（通常为 15–30 分钟），使汞蒸气压力下降，否则电极可能会损坏。
- 安全事项: 这些灯会发出达到危险水平的 UV 辐射，且内部处于高压状态（存在爆炸风险）。必须始终在封闭式外壳内运行。
行业标准示例
型号： Osram HBO 103 W/2
这种特定灯泡被视为生物学研究中的“金标准”。
- 类型: 高压汞短弧。
- 功率: 100 W。
- 电弧 间隙: ~0.6 mm.
- 用途： 它是 Zeiss、Leica 和 Olympus 等主要制造商的荧光显微镜灯箱中使用的标准光源。其 0.6 mm 弧隙可将光高效聚焦到显微镜的光路中。