為什么氙燈是更佳模擬光源？氙燈光源的特色有哪些？
老化測試對材料檢測、光伏器件的重要性氙燈光譜分布寬廣（典型氙燈光譜300-1100 nm），涵蓋紫外、可見光和近紅外波段，常應用于熒光光譜技術、生物和醫學影像研究之光源；此外，氙燈色溫高達6000 K接近真實太陽，常應用于太陽光模擬，進行老化測試、光催化實驗。

氙燈光源的基礎原理
氙燈(Xenon lamp, or Xenon arc lamp)是在石英玻璃管內填充氙氣，利用高壓電電離氙氣產生光源。管內的氙氣屬惰性氣體中原子序數較大的元素，原子半徑較大；在弧光放電中，電子和氣體發生彈性碰撞損失的能量同氣體的原子量呈反比，因此，和其他惰性氣體相比，氙氣弧光放電時損失較小，發光效率高。此外，氙氣的電離電勢較低，放電時電極附近的電壓降小，可延長電極壽命，使用壽命大約1500-2000小時。
氙燈的光譜能量穩定，光譜分布與日光光譜接近，波長范圍為300-1100 nm，涵蓋紫外、可見光和近紅外波段，但氙燈在紫外光區的發射強度較低。

典型氙燈光譜

氙燈光源主要特點：
1.接近于日光的光譜特性
2.色溫（5500~6000 K）與日光相近
3.具備良好的光學特性。
4.連續光譜分布和燈輸入功率變化無關，在燈泡壽命期間，光譜能量分布亦不亦變化。
5.氙燈的光電參數一致性佳，不易受外界環境影響。
6.具備穩定的光輸出：在點燃瞬間，即可瞬時達到穩定的光輸出。
7.具備良好的觸發性能及熱觸發特性
8.燈泡壽命長
具備以上優點，氙燈在太陽光模擬、標準日光輻射光源等領域被廣泛的應用.

氙燈光源的分類：
氙燈依照燈泡結構可分為：長弧氙燈、短弧氙燈和脈沖氙燈。

（一） 長弧氙燈
長弧氙燈又稱管型氙燈，其輻照光譜能量分布、色溫等參數與真實太陽光相近，故又被稱為人造小太陽。長弧氙燈電極間距大于100 mm，工作氣壓一般為一個大氣壓，發光效率25~301 m/W；具有大功率、長壽命、高亮度和顯色性佳、照射面積大等特優點，在許多產業中可做為不同的應用。例如小功率的長弧氙燈，常用于學校教學試驗；大功率的長弧氙燈，常應用太陽能電池老化測試、太陽光光譜分析、可見光響應光解水制氫、光催化降解污染物等光化學、光老化等研究領域。
下圖為長弧氙燈基本結構，依據不同的應用其結構設計亦會不同。

（二） 短弧氙燈
短弧氙燈又稱為球型氙燈，亮度高、顯色性佳、光色穩定且接近日光，具有瞬態的光學啟動特性；短弧氙燈電極間距小于10 mm，燈內氙氣氣壓約為1~2 MPa（10~20大氣壓）。
短弧氙燈乃由高電壓觸發而點亮，高電壓脈沖通過電極后，使氣體游離而放電產生電弧。一旦電弧產生后，隨后僅需較低電壓來持續維持電弧的放電。在電弧放電期間，電弧的針尖產生的等離子云將會發出高亮度的光，是目前氣體放電燈中顯色性更佳的光源，常用于太陽光模擬器之光源。
下圖為短弧氙燈基本結構，依據不同的應用其結構設計亦會不同。

（三） 脈沖氙燈
脈沖氙燈光源為高閃光頻率，用高壓電脈沖激發產生光脈沖，能在短時間內發出強光，管內氣壓均在100 Pa以下（約一個大氣壓），其結構有管形、螺旋形和Ｕ形。脈沖光源的閃光持續是指1/3峰值光強所對應的時間間隔，稱為脈沖寬度。它主要由光源的結構和點燈決定。脈沖氙燈廣泛用于固體雷射的光泵、照相制版、高速攝影和光信號源等。

氙燈光源的主要光電參數說明

1. 色溫(T)／黑體輻射：
   黑體是吸收所有入射電磁輻射（例如: 光）的物體：沒有光通過或反射。然而，雖然叫做黑體，但其實黑體也會發出電磁輻射。根據普朗克定律所描述了熱平衡狀態下黑體的輻射如下：

   

    

其中ΦBB是在溫度為T下，每單位波長發射表面單位面積下的輻射功率，K為波茲曼常數，h為普朗克常數，c為光速。透過測量黑體輻射的光譜，我們可以計算出此黑體的溫度。下圖為在不同溫度下單位面積輻射功率隨波長變化的曲線。

在現實生活中，寬帶光源在頻率和強度方面可能與理想的黑體有很大的差異。藉由比較光源和給定溫度下的理想黑體輻射，我們可以表征出該光源且和此溫度黑體輻射有相同的顯色性，此即為該光源的色溫，用T表示，單位K。

2. 顯色指數(Ra)：指光源的光照射到物體上所產生的客觀效果，如果效果與標準光源（黑體或日光）照射時一樣，則認為該光源顯色性好，反之即受照后物體顏色失真，則該光源顯色性差。
3. 光通量(Φ)：光源在單位時間內所發出的光量；單位為lm流明。
4. 發光效率(η)：η=Φ／PL，單位lm／W；指一個光源所發出的光通量Φ和該光源所消耗的電功率PL之比。
5. 光強度(Iv)：Iv= Iv／Ω，單位cd，坎德拉；指光源在給定方向的單位立體角中發射的光通量，定義為光源在該方向的光強度。
6. 光照度(Ev)：Ev=Φ／S，單位lux、lm/m2；指物體表面被照明的程度，以每單位面積上受到的光通量表示。
7. 輝度(Lv)：Lv=Iv/S，單位cd/m2；表示光源在給定方向上單位投影面上的光強度。

氙燈光源老化測試應用

光老化是造成戶外材料、產品受到破壞的主要因素，光老化造成的損害可能包括褪色、氧化、脆化、龜裂、亮度強度等下降等等，因此，想要了解材料、器件、太陽能電池等在戶外使用的壽命，可透過氙燈光源模擬太陽光進行老化測試。
氙燈光源進行老化測試，能為科研界或產業材料開發、質量管理提供光照環境模擬和時間加速的測試；通常進行老化測試實驗的光強度比實際戶外光照強度更大，因此，可透過氙燈進行老化測試，縮短材料產生光老化所需的實際時間。此外，氙燈光源老化測試，常被應用在材料測試，例如太陽能電池，用以評估電池的耐用性等測試，供研究人員觀察、了解材料和產品在模擬太陽光照射下產生老化的情形。