金属卤化物灯是一种高强度气体放电（HID）灯，通过使电弧穿过汽化汞和金属卤化物（金属与溴或碘形成的化合物）的混合物来发光。
这是汞蒸气灯的一种先进变型，其特点是具有较高的光效（75–100 lm/W）和出色的显色指数（CRI），因此成为光学仪器、电影照明和荧光显微镜的标准光源。
结构 & 组件
灯由两个主要玻璃壳体组成：
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电弧管（内管）： 由熔融石英或多晶氧化铝（陶瓷）制成，可承受极端温度（1000°C+）和压力。() 其中包含：
- 钨电极： 电弧在两电极之间形成。
- 汞： 建立电弧并产生高压。
- 金属卤化物盐： 由碘化物（例如碘化钠、碘化钪和碘化镝）制成的颗粒，汽化后可产生特定颜色的光。
- 启动气体： 通常使用氩气或氙气，以便于初始点火。
- 外部灯泡壳： 由硼硅玻璃制成的外壳，可提供隔热并截止电弧产生的有害UV-B和 UV-C 辐射。
- 钼箔： 一种扁平金属密封件，可使电流穿过石英，同时避免石英因热膨胀而开裂。
工作原理（物理机制）
- 点火： 高压脉冲（某些类型最高可达30kV）使氩气电离，产生微弱的蓝色辉光放电。
- 汽化（预热）： 初始电弧产生的热量开始使汞汽化。随着压力升高，电弧会收窄并变亮。
- 解离： 随着温度进一步升高，固态金属卤化物盐会汽化并解离成金属原子和卤素原子。
- 发射： 游离金属原子漂移到电弧中心，与电子碰撞后被激发，并在各自特有的光谱波长处释放光子。这会“填补”汞光谱中的空隙，形成全光谱白光。
光学特性
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光谱: 与具有平滑连续曲线的卤素灯不同，金属卤化物灯的光谱由叠加在低强度连续光谱上的密集尖锐发射线组成。
- 光学设计说明: 将带通滤光片与此类灯配合使用时，必须使滤光片的透射窗口与灯的特定发射峰对准，以获得最大信号。
- 色温 (CCT)： 通常为 4000K 至 6500K（日光）。
- 显色性（CRI）：高，通常为80–95。
标准示例：HMI灯
在光学和娱乐行业中，最著名的类型是HMI（Hydrargyrum Medium-arc Iodide）。
- 应用：用于影视拍摄、太阳光模拟和活动照明。
- 化学组成： 使用由镝、钬和铊的碘化物组成的特定混合物。
- 重要性： 其设计输出色温为6000K，与正午的自然阳光相匹配。因此，可在户外用作“补光灯”，而不会在相机画面中造成色彩不匹配。
安全 & 操作
- UV危害： 这些灯会产生大量UV辐射。如果外壳破裂，内部电弧管可能继续工作，释放危险水平的UV，造成严重的皮肤和眼部灼伤（光性角膜炎）。“R-rated”灯内置防护罩，可防止这种情况发生。
- 爆炸风险： 内部压力可能超过 30 个大气压。灯具必须安装在带安全玻璃的封闭外壳中运行。
- 冷却： 大多数金属卤化物灯关闭后无法立即重新点亮（重启时间），因为较高的内部压力会阻止电弧形成，直至灯冷却下来（5–10 分钟）。