제논 램프 (Xenon Lamp)
특징
제논 아크 램프는 가스 방전 램프의 한 종류입니다. 이온화 된 고압 제논 가스에 전기를 통과시켜 빛을 냅니다. 제논 램프의 빛은 햇빛과 매우 비슷한 한 밝은 흰색 빛으로 광학 특성이 햇빛과 가장 비슷하여 태양광 연구와 시험에 많이 쓰입니다. 그외에도 밝고 자연스러운 빛이 필요한 영화관, 서치 라이트, 사진 조명, 색상 검사 등에 사용됩니다.
램프의 구조는 석영이나 내열성 유리 튜브안에 제논 가스가 채워져 있으며 텅스텐으로 된 금속 전극이 있습니다. 모양에 따라 크게 쇼트 아크 램프(short arc lamp)와 롱 아크 램프(long arc lamp)가 있고 구조와 기능이 조금 다른 플래시 램프가 있습니다. 가장 대표적인 모양은 쇼트 아크 램프입니다. 세라믹 램프는 쇼트 아크 램프의 한 종류로 세라믹 몸통 내부에 반사경을 가진 구조입니다. 플래시 램프는 보통 세 번째 트리거 전극이 램프의 외부를 둘러 쌉니다.
출력은 100W 미만에서 10000W 이상까지 다양하며 평균 수명은 조건에 따라 다르지만 최근 제품은 1000-3000시간 정도 입니다. (모델 마다 다릅니다.)
자동차용 제논 헤드 램프는 실제로는 메탈 할라이드 램프입니다. 메탈 할라이드는 전원이 들어와도 활성화 되기까지 20-30초 시간이 걸리는데 이 때를 위해 제논 가스가 초반 빛을 내는 용도로 들어있습니다. 관련글 참고.
점등을 시키기 위해서는 20,000- 50,000V의 고전압 펄스가 필요하며 점등 후에는 비교적 낮은 전압(약 20V 내외)으로 작동합니다. 점등이 까다롭고 원리 자체가 불안정한 플라즈마 상태를 이용해 빛을 내는 방식으로 이에 대응할 수 있는 전문적인 파워서플라이(전원 공급장치)가 필요합니다.
파장 특성
색온도는 약 6000k 이며 자연광처럼 자외선에서 적외선에 이르는 (185-2000 nm) 연속된 파장이 나옵니다. 특히 800-1000nm 적외선 대역의 파장이 강합니다. 제논 램프는 자외선이 나오는 특성 때문에 램프 주변의 공기에서 오존을 만들어 내는 효과가 있습니다. 이런 효과를 줄이기 위해 240nm 이하 파장을 차단하는 코팅이 되어있는 오존 프리(Ozone free) 기능 제품이 따로 있는 경우도 있습니다.
순수 제논과 함께 많이 쓰이는 수은 제논 램프는 자외선 출력이 강해서 자외선 경화 장치 등에 많이 쓰입니다. 위 표를 보면 제논 램프 출력별 차이와 할로겐, 중수소 램프의 파장 분포도 나와있습니다.