氙弧燈是高度專業化類型的氣體放電燈，一個電光源，其產生通過傳遞電力的光離子化氙氣體在高壓下。它產生一個明亮的白色光，密切模仿自然的陽光，在應用程序電影放映機的影院，在探照燈，以及在工業和研究，模擬太陽光專門的用途，經常進行產品測試。

汽車中的“氙氣大燈”實際上是金屬鹵化物燈，氙氣弧只在啟動時使用，一旦燈啟動，立即提供最少量的光。

氙弧燈大致可分為三類：連續輸出氙氣短弧燈、連續輸出氙氣長弧燈和氙氣閃光燈（通常單獨考慮）。

每個都由熔融石英或其他耐熱玻璃電弧管組成，兩端各有一個鎢金屬電極。首先將玻璃管抽真空，然后重新填充氙氣。對于氙氣閃光管，第三個“觸發”電極通常圍繞電弧管的外部。氙弧燈的壽命根據其設計和功耗而有所不同，主要制造商的平均壽命從500小時(7kW)到1,500(1kW)不等。

1944年，P.Schulz在發現近連續光譜和高顯色性白光后，首次引起了對氙氣放電的興趣。由于戰時對這種惰性氣體的可用性的限制，直到1949年英國西門子燈公司的約翰·奧爾丁頓(JohnAldington)發表了他的研究才取得重大進展。這引發了德國歐司朗公司進一步開發該技術可替代電影放映中的碳弧。1950年10月30日，首次成功地使用氙燈進行了公共投影，當時從彩色電影(DasSchwarzwaldm?del)在柏林的德國電影學會第216屆會議期間放映。該技術于1952年由德國歐司朗引入商業用途。最初以2kW尺寸(XBO2001)生產，這些燈在電影放映中得到了廣泛的應用，在那里它們取代了舊的、更多的勞動力-密集（操作）碳弧燈。

氙弧產生的白色連續光在光譜上類似于日光，但就每瓦輸入功率的可見光輸出流明而言，該燈的功效相當低。今天，影院中幾乎所有的電影放映機都使用這些燈，額定功率從900瓦到12千瓦。Omnimax(ImaxDome)投影系統使用額定功率高達15kW的單個氙氣燈。到2016年，用于數字影院投影儀的激光照明開始占據市場地位，并預計將在此應用中取代氙弧燈。

極小的弧形尺寸可以以中等精度聚焦來自燈的光。出于這個原因，較小尺寸的氙弧燈（低至10瓦）用于光學以及顯微鏡和其他儀器的精密照明，盡管在現代它們已被單模激光二極管和白光超連續譜激光器所取代，這些激光器可以產生真正的衍射極限光斑。較大的燈用于產生窄光束的探照燈，或需要日光模擬的電影制作照明。

所有氙氣短弧燈都會產生大量的紫外線輻射。氙氣在紫外波段具有很強的譜線，這些譜線很容易穿過熔融石英燈外殼。與標準燈中使用的硼硅玻璃不同，熔融石英很容易通過紫外線輻射，除非它經過特殊摻雜。短弧燈釋放的紫外線輻射會導致產生臭氧的次要問題。紫外線輻射撞擊燈周圍空氣中的氧分子，使它們電離。一些電離分子然后重新結合為O3，即臭氧。使用短弧燈作為光源的設備必須包含紫外線輻射并防止臭氧積聚。

許多燈在外殼上具有短波紫外線阻擋涂層，并作為“無臭氧”燈出售。這些“無臭氧”燈通常用于室內應用，在那里不容易獲得適當的通風。WACOM公司也擁有悠久的氙氣燈生產歷史。一些燈的外殼由超純合成熔融石英（例如“Suprasil”）制成，這大約使成本增加了一倍，但允許它們將有用的光發射到真空紫外線區域。這些燈通常在純氮氣氛中工作。

所有現代氙氣短弧燈都使用帶有釷鎢電極的熔融石英外殼。熔融石英是目前xxx經濟可行的材料，可以承受手術燈中存在的高壓（IMAX燈泡為25個大氣壓）和高溫，同時仍保持光學透明。電極中的釷摻雜劑xxx增強了它們的電子發射特性。由于鎢和石英具有不同的熱膨脹系數，鎢電極被焊接到純鉬金屬或因瓦合金條上，然后將其熔化到石英中以形成外殼密封。

由于涉及非常高的功率水平，大型燈采用水冷方式。在IMAX放映機中使用的電極體中，電極體由實心因瓦合金制成，并帶有釷鎢。一個O形環密封管中，從而使裸電極不接觸水。在低功率應用中，電極對于有效的電子發射來說太冷并且沒有冷卻。在高功率應用中，每個電極都需要額外的水冷回路。為了降低成本，水回路通常不分離，需要對水進行去離子處理以使其不導電，從而讓石英或某些激光介質溶解到水中。

3kW燈的透視圖，顯示運輸過程中使用的塑料安全防護罩。

為了實現xxx效率，短弧燈內的氙氣保持在極高的壓力下——高達30個大氣壓(440psi/3040kPa)——這會帶來安全問題。如果燈泡在使用過程中跌落或破裂，燈泡的碎片可能會被高速拋擲。為了緩解這種情況，大型氙氣短弧燈通常裝在保護罩中運輸，如果發生破損，保護罩將包含外殼碎片。通常，一旦將燈安裝到燈罩中，就會移除屏蔽。當燈達到其使用壽命結束時，將保護罩放回燈上，然后將用過的燈從設備中取出并丟棄。隨著燈泡老化，故障風險增加，因此被更換的燈泡爆炸的風險xxx。燈泡制造商建議在處理氙氣短弧燈時使用護目鏡。有些燈，尤其是IMAX放映機中使用的燈，需要穿全身防護服。

氙氣短弧燈有兩種不同的種類：純氙氣，只含有氙氣；和氙-汞，它含有氙氣和少量的汞金屬。

在純氙氣燈中，大部分光是在電子流離開陰極表面的微小、針尖大小的等離子云中產生的。發光體積呈錐形，發光強度從陰極到陽極呈指數衰減。穿過等離子云的電子撞擊陽極，使其發熱。因此，氙氣短弧燈中的陽極要么必須比陰極大得多，要么采用水冷方式來散熱。純氙氣短弧燈的輸出提供相當連續的光譜功率分布，色溫約為6200K，顯色指數接近100。然而，即使在高壓燈中，在近紅外區域也有一些非常強的發射線，大約在850-900nm的范圍內。該光譜區域可包含總發射光的約10%。光強度范圍從20,000到500,000cd/cm2。一個例子是“XBO燈”，它是歐司朗純氙氣短弧燈的商品名稱。

對于某些應用，例如內窺鏡和牙科技術，包括光導系統。

就像在純氙氣燈中一樣，產生的大部分光是從陰極表面附近的精確大小的等離子體云中輻射出來的。然而，氙汞燈中的等離子體云通常比同等大小的純氙燈小，這是因為電子流將能量更快地失去給更重的汞原子。氙汞短弧燈具有藍白色光譜和極高的紫外線輸出。這些燈主要用于紫外線固化應用、物體消毒和產生臭氧。

氙氣短弧燈也采用陶瓷體和整體反射器制造。它們具有多種輸出功率額定值，具有紫外線透射或阻擋窗口。反射器選項是拋物線（用于準直光）或橢圓形（用于聚焦光）。它們用于各種應用，例如視頻投影儀、光纖照明器、內窺鏡和前照燈照明、牙科照明和探照燈。

氙氣短弧燈與其他氣體放電燈一樣具有負溫度系數。它們在低壓、大電流、直流下運行，并以20至50kV的高壓脈沖啟動。例如，一個450W的燈一旦啟動就可以在18V和25A下正常工作。它們本身也不穩定，容易出現等離子振蕩和熱失控等現象。由于這些特性，氙氣短弧燈需要合適的電源，在火焰中不會閃爍，這最終會損壞電極。

1991年，為車輛（BMWE32）引入了“氙氣大燈”。這些實際上是金屬鹵化物燈；氙氣僅用于在燈啟動時立即提供一些光，這是汽車前照燈應用中安全所需的。全強度達到20?30秒后，一旦鹽的鈉和鈧由氙弧的熱量而蒸發。燈殼很小，弧度只有幾毫米。外部硬玻璃管可阻擋紫外線輻射的逸出，紫外線輻射可能會損壞塑料頭燈組件。xxx個氙氣大燈含有汞；較新的類型沒有。

它們在結構上與短弧燈相似，只是玻璃管中電極之間的距離xxx拉長。當安裝在橢圓形反射器內時，這些燈經常用于模擬短暫閃光的陽光，通常用于攝影。典型用途包括太陽能電池測試（使用濾光片）、用于材料老化測試的太陽能模擬、快速熱處理、材料檢查和燒結。

盡管在俄羅斯和前蘇聯衛星國之外并不常見，但長弧氙燈用于大面積的一般照明，例如火車站、體育場館、采礦作業和核電站高棚空間。這些燈，ЛампаксеноноваяДКСТ，字面意思是“氙燈DKST”，其特點是功率范圍從2kW到100kW。燈在一種特殊的放電狀態下工作，其中等離子體被熱化，也就是說，電子并不比氣體本身熱得多。在這些條件下，顯示了正電流-電壓曲線。這允許較大的常見尺寸（例如5kW和10kW）直接從110伏和220伏的交流電源直接運行，無需鎮流器——只需要串聯點火器來啟動電弧。

這些燈產生大約30流明/瓦特，這大約是鎢白熾燈效率的兩倍，但低于更現代的光源，如金屬鹵化物。它們的優點是不含汞、對流空氣冷卻、沒有高壓破裂風險和近乎完美的色彩再現。由于低效率和來自更常見燈類型的競爭，今天很少安裝，但在它們安裝的地方，它們可以通過特征性的矩形/橢圓形反射器以及來自相對較長的管狀光源的清晰藍白光來識別。