闪烁氙灯基本原理特点及选型参数解析
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闪烁氙灯是一种利用了高压电离氙气发光原理设计制作的光源，可以提供160~7500 nm的高频闪烁光。通过将高压（压强约为连续型氙灯的1/10或更低）氙气封装在一个透明灯罩内，再将一束高频的脉冲电压信号输入到金属电极两端，令管内极间氙气电离发光。
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1、高效率
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相对于传统的卤素光源，滨松的闪烁氙灯在点灯瞬间，仅1/10输入电信号强度下，可以得到卤素灯1000倍光强的光信号。
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2、低发热
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点灯初期的发热小，预热时间短。
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3、高稳定性
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得益于滨松独特的电极设计，放电稳定，无需对内部光学系统再次调整。
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4、长寿命
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得益于滨松独特的电极设计，电极损耗少，可维持长时间的高性能状态。
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滨松将闪烁氙灯的使用寿命定义为190~1100 nm输出光强衰减至出厂时的一半或输出光强的稳定性超出产品要求时的闪烁次数。一般产品的使用寿命10亿次以上闪烁（在10 Hz的标准工作频率下约为28000小时，不同型号的产品有一定的差别）。
另外，需要注意的是，相比于可见光和红外波段的输出性能，闪烁氙灯的紫外波段输出性能老化速度更快。
钡浸渍型阴极：滨松独有的电极设计，将阴极替换为使用特殊技术（BI技术）制造的高性能钡浸渍型阴极的闪烁氙灯（SQ型），相比于传统的闪烁氙灯（HQ型），拥有寿命更长、发光更稳定、预热时间更短等优点。
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1、电路构造
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如图6所示为完整的闪烁氙灯灯泡的工作电路。其中，调整控制电压（Main Discharge Voltage）可以调整阴阳电极间的电压（即主放电电压）而实现灯泡的单脉冲能量（亮度）的调节。调整触发电压（Trigger Voltage）的输入频率，可以改变输出信号的频率。
主放电电压和主放电电容共同决定了单脉冲能量。其关系满。结合此时的触发电压输入的脉冲信号频率则可以计算出此时的灯泡功率。值得注意的是，灯泡的功率并不能直接理解为此时灯泡的闪烁亮度，但二者成正相关。
图7中，闪烁亮度（Brightness）对应的是光度学概念，单位为流明（lm），而强度（Intensity）对应的是辐射学概念，单位为瓦特（W）。二者呈正相关关系。
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2、灯泡内部构造
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图8为氙灯灯泡的内部以及管脚示意图①。
其中，数个针状的触发探针（Probe）的作用是辅助闪烁氙灯点亮，并且可以使腔内放电发光更加稳定。其数量由闪烁氙灯的弧长（阴阳极之间的距离）决定。
当在阳极和阴极之间施加规定电压时输入触发信号时，触发电源部分的晶闸管（SCR）被激活，并且存储在触发电容器（Ct）中的电荷被输入到触发变压器（T），导致变压器产生高压脉冲。然后将该脉冲输入到灯内的火花极（Sparker），各级触发探针（Probe）和阳极。此时，首先放电火花，然后在阴极和第一级触发探针之间产生放电。接着，在各触发探针之间依次放电以形成初步放电。在此之后，阳极和阴极之间的主放电会沿着初步放电路径发生，最后形成完整的放电电弧。该过程会产生数微秒延迟效应③并伴有延迟波动，该延迟主要取决于高压脉冲信号，灯泡内部气压、极间距离、电极形状也有一定的影响。
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闪烁氙灯产品主要分为闪烁氙灯灯泡及闪烁氙灯模块两类产品。
闪烁氙灯模块包含：2W，5W，20W，使用时需要搭配信号发生器、电源使用。闪烁氙灯灯泡包含：10W，15W，20W，60W，除信号发生器、电源外还需要搭配触发器底座（参阅"相关产品"）。
闪烁氙灯产品各型号的详细使用参数、尺寸以及针脚接线图请参阅闪烁氙灯产品目录彩页（参阅"相关资料"-1）
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1、灯泡参数
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（1）窗口材料
闪烁氙灯在160~7500 nm波段范围内具有连续的光谱特性，而不同材料（UV玻璃，MgF2结晶，硼硅酸玻璃，蓝宝石玻璃）制成的出射窗口具有不同的吸收光谱，同样会影响灯泡输出的光谱特性，见表1。
注意：MgF2为结晶材料，在不使用时应保存在干燥阴暗处以避免潮解和碎裂的情况；不能单纯地将窗口材料作为闪烁氙灯的出射光光谱特性的唯一参考量，不同型号的闪烁氙灯在2000～2500 nm仍具有一定的输出强度。请参考各闪烁氙灯型号对应的使用说明书。
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（2）输出光源类型
输出的光源类型可以分为准直型（Collimating type）和汇聚型（Converging type）。通过内置的透镜以完成光束的准直和汇聚。
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（3）弧长
弧长为闪烁氙灯阴极与阳极之间的距离。长弧长的闪烁氙灯，其触发探针数量越多，输出脉冲线宽越大（即发光时间②越长）。光输出总强更高，但单位弧长上的亮度更低，适用于对大范围照明的场合。短弧长的闪烁氙灯单位弧长上的亮度更高，亮度更集中，适用于对精度要求更高的场合。
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2、控制电压
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（1）主放电电容
主放电电压不变，增大放电电容，单脉冲能量增大，光输出增加，输出脉冲脉宽（发光时间）增大，但稳定性更差。
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（2）主放电电压
主放电电容不变，增加控制电路的电压时，单脉冲能量增大，灯泡更亮，但发光时间（频率）不变。主放电电压不足时，会出现阴阳极间放电不均匀，闪烁光强不稳定（详见"使用参数"-2.）的问题。增加电压直至超过额定电压时，灯泡输出将不再与电压的平方成正比，光谱形状同样也会发生变化④，并且会对灯泡寿命产生影响。
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（3）导线长度
电源与闪烁氙灯灯泡间导线的性能和长度同样会影响闪烁氙灯的性能。由于延迟以及电阻的影响，过长的导线可能会引起灯泡发光时间延长，电流变小而导致的点亮不良的问题。而过短的导线则可能引起发光时间缩短，电流过大而导致的连续点亮或误点亮的问题，还可能会带来灯泡寿命上的影响。
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3、最大闪烁频率
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信号发生器用来调节工作状态下的闪烁氙灯的闪烁频率。当放电电压时，该闪烁氙灯对应的单脉冲能量 。此时，若取灯泡的额定功率 ，则可以得到该放电电压下的最大闪烁频率 。若此时信号发生器的输出信号频率大于最大闪烁频率会对灯泡寿命产生影响。
例：一个额定电压额定功率为的闪烁氙灯连接在其推荐的专用电源C13316-10（主放电电容）在主放电电压1000 V条件下，单次脉冲能量为 ，此时最大闪烁频率为 。
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1、光通量分布
2、稳定性
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(1)放电电压对稳定性的影响
我们定义某时刻闪烁氙灯的工作稳定性为：测量时间段内，
闪烁氙灯的光输出稳定性与工作电压（主放电电压）有关。如下图所示，当主放电电压为700 V或以下时，稳定性波动很大。因此，闪烁氙灯应在700 V至1 kV的推荐工作电压范围内使用。
(2)信号发生器对稳定性的影响
信号发生器的触发信号同样会对闪烁氙灯的工作稳定性产生影响，如果触发信号太弱或太强都会影响闪烁的稳定性，在设计电路时必须参照产品说明书考虑触发信号的能量。
综上所述，设计系统时应考虑以下内容以提高系统的稳定性：
应使用稳定的直流电源为闪烁氙灯提供放电电压。对于高频闪烁，还应考虑完整的熄灭时间（约400 µs）和主放电电容器充电时间②，保证约600 µs以上的间隔重复闪烁；
根据产品说明书设置正确的触发信号输出；
使用配套的触发插槽；
使用闪烁光焰中心处作为光源；
不推荐将闪烁氙灯倒置使用；
采取数据时应采取多次闪烁光强度后再取平均作为一个有效数据。
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3、温度特性
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闪烁氙灯额定的工作温度为25 ℃，但是随着闪烁氙灯的长时间连续工作或工作环境发生变化，其内部温度会发生变化，引起内部压力发生变化，使其工作性能发生微小的变化。
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4、预热时间
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闪烁氙灯在接通电源后立即开始工作，但需要大约10分钟（100 Hz）才能达到峰值闪烁强度。灯泡内的压强随着温度的升高而升高，需要待温度/压强动态平衡的状态。闪烁氙灯的工作频率越高，达到峰值闪光强度所需的时间越长。
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5、应用领域及常用对应型号
6、其他注意事项
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（1）强紫外线会对眼睛和皮肤造成不可逆的伤害，应避免直视或直接照射在皮肤上。安装、维护、使用时应穿着佩戴保护用品。
（2）避免震动和冲击以防止灯泡破损。
（3）由于灯泡内部封装着高压气体，在管壁出现裂缝若继续使用会出现灯泡炸裂玻璃飞溅的情况。请在使用前仔细检查并及时更换新的灯泡。
（4）避免用手直接接触灯泡表面留下油渍。会引起透过性变差，光强分布变化的问题。高温下还可能会对灯泡表面造成不可逆的损伤。使用前可以使用酒精或者丙酮轻轻地擦拭表面。
（5）紫外光照射可能会导致有机物化学键的断裂而分解，使用时应当避免直接照射到有机物上避免其分解物附着在灯泡表面。
（6）应避免在工作于充斥着金属腐蚀性气体环境中。
（7）使用时请反复确认插线连接是否正确，尤其是灯泡与信号发生器之间的特殊插槽电缆（参阅"相关产品"-2）的连接处。
（8）由于电路中会使用到高压电源，应确保地线的正确连接并按时维护设备，时刻小心触电危险。
（9）进行安装、拆卸、维护、清洁时，应确保设备处于电源切断的情况。由于专用的控制电源中的放电电容即使处于电源切断状态仍会有残留电子，要格外小心，避免触电危险。
（10）200 nm波长以下的紫外光会导致空气中的氧气分解并生成具有腐蚀性的臭氧。注意使用时换气。
（11）MgF2为结晶材料，具有潮解性。注意避免保存于高温，潮湿的环境中。长期不使用时应置于充满惰性气体的干燥瓶中避光保存。
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① 针脚数量
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不同型号的闪烁氙灯的针脚数量可能不同（弧长8 mm-5探针，3 mm-3探针，1.5 mm-1探针），此处仅作为原理性说明使用8针脚结构示意图，具体针脚数量及功能请查阅各型号产品说明书或闪烁氙灯产品目录彩页。
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② 完整的发光时间（Flash duration）
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定义为电灯开始到灯泡光强熄灭至最高强度的0.1 %所经过的时间，约为80 μs。其中包含了两个重要的参数：灯泡启辉时间（Rise time）和熄灭时间（Fall time）。我们定义启辉时间为闪烁氙灯灯泡亮度从最大输出的10 %到达90 %所消耗的时间，约为500 ns。熄灭时间反之，耗时约为800 ns，而完灯泡全熄灭至点灯前的状态需要400 μs以上。（不同型号的闪烁氙灯有一定的差距）
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③ 延迟效应
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从电压信号加载到闪烁氙灯阴阳极开始，直至灯泡达到最大输出存在数微秒的延迟（Delay time）。并且由于灯泡内部电火花放电不稳定，该延迟存在着一定的波动（Jitter time）。
提高放电电压可以缓解延迟效应及其波动（调整放电电容几乎没有影响）。也可以考虑再测量回路中接入一个模拟数字转换器来控制接收器的延时开关削减延迟效应带来的误差。
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④ 闪烁氙灯的光谱分布很大程度上取决于灯内的电流密度。
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当电流密度较低时，红外范围内的强度增加，而当电流较高时，紫外线范围内的强度增加。
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专用电源（C13315/C13316、C14352）
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触发器底座（E2418，E2442，E4370-01，E10977，E10978，E6647）
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