제3절 자외선의 기초와 그의 특징 학번 : 2006705069 이 홍 우.

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1 제3절 자외선의 기초와 그의 특징 학번 : 이 홍 우

2 서론 자외선은 ‘화상’등의 몸 근처에 일어나는 현상과 관련하여 잘 알려져 있다.
또는 공업적 광화학반응으로서 넓게 이용되고 있다. 따라서 이 분야의 전문서도 많이 출판되고 있어, 여기서는, 실제로 자외선 반응을 생각할 때 중요한 포인트로 되는 광원(방사원)을 중심으로 해설하기로 한다.

3 1. 자외선의 정의 자외선은 가선광( mm)보다 파장이 짧은 영역의 빛으로, 그리고 단파장의 영역은 X선으로 된다. CIE(국제조명위원회)의 국제조명용어집에 따르면, 자외선(자외방사: ultraviolet radiation)을 다음과 같이 3구분하고 있다. UV-A  315 – 400nm UV-B  280 – 315nm UV-C  nm 여기서는 앞에서 기술한 가시광의 파장한계와 UV-A의 영역가 중복하는 일이 있지만, [가시방사의 한계파장은 광막에 달하는 방사파워의 량, 및 관측자의 응답도에 의존하기 때문에 명확하게는 정할 수 없다. 일반적으로, 단파장의 한계는 360nm와 400nm의 사이로 하고 있음]으로 정하고 있다. 각종 전문분야에 공통으로 한 구분의 정의는 없지만, 이 CIE의 정의가 많이 사용되고 있다.

4 2. 자외선의 기본적 성질 기하광학적 법칙(직진, 반사, 굴절, 역진)등 가시광 영역과 꼭 같다. 단 진동수가 크기 때문에 물질과의 상호작용에 있어서 현상이 다르기 때문에, 여기에 대해서 기술한다. 광은, 간섭. 굴절 등 파장으로서의 특징적 성질을 나타내지만, 동시에 광전효과 등을 설명하기 위해서는 입자성을 갖는다고 생각하지 않으면 안된다. 아인슈타인의 정의에 의하면, 광은 그 진동수 v에 Planck의 정수h를 곱한 hv의 에너지를 갖는 입자로 되어 광속도로 운동하고 있다. 이 입자를 광량자 또는 광자로 칭한다. 이 생각 방향에서 광전효과를 설명하면, 금속면에 붙어있는 한 개의 광량자가 광전자를 튀어나오게 하기 위해서는 hv>W(금속내의전자에너지)으로 되지 않으면 안된다. 즉, 진동수의 작은 광(빛)에서는 광전효과는 얻을 수 없게 된다. 가시광에서는 인간의 눈의 감도(시감도)를 기준으로 한 광량의 취급이 주로지만, 자외선에서는 광량자의 에너지를 고려하는 일이 많기 때문에, 그 단위 아인슈타인의 수의 관계를 표시한다.

5 빛이 금속 물질에 부딪힐 때 전자가 튀어나오는 현상
광전효과(Photonelectric Effect) 빛이 금속 물질에 부딪힐 때 전자가 튀어나오는 현상 광전효과가 일어나면 빛은 광전자에게 모든 에너지를 주고 자신은 사라진다. 빛 광자 하나가 가지는 에너지가 금속 내부의 전자 하나와의 충돌에 의해서 에너지 전환이 일어난다.

6 1 einstein = N h  N : Avogadro 수 = 6.025 x 1023 Einstein의 정의
빛은 진동수에 Planck의 정수를 곱한 에너지를 가진 입자로 되어 광속도로 운동하며 이 입자를 광양자 또는 광자(Photon)라 함. 가시광에서는 인간 눈의 감도를 기준으로 한 광량 취급 자외선에서는 광양자 에너지를 고려하기에 그 단위를 Einstein 단위로 나타냄. 1 einstein = N h  N : Avogadro 수 = x 1023 h : Planck 정수 = x erg ․ s  : 진동수 [Hz]

7 c : 광속도 = 2.998 x 108 m/s 파장을 에너지로 환산하면,
E = N h  = N h c/ = x 106/erg/mol c : 광속도 = x 108 m/s 여기서, 파장  을 nm(= 10-9 m)로 열화학 Calorie를 kcal(=4.184 x 103 J) 표시 C-H결합의 해리에너지는 약 100kcal/mol이며, 280nm 자외선에서 광화학적 반응이 일어남.

8 3. 자외선의 특징 [가시광 보다 단파장 측에 있다]가 하나의 특징이 된다. 예를 들어, 형광체를 자외선에서 려기한때 발생하는 발광은, 거의의 경우 그 여기광보다도 장파장측 쪽이다. 즉, 보이지 않는 광을 보이는 광으로 변환하는 일이 가능하다. 이 반응을 예시하면, 농약에 미량의 형광체를 혼합하여 살포하면, 그 후 주위가 어두운 상태에서 블랙라이트로 방사하면, 농약의 분포상태를 현저하게 보는 일이 가능하다. 이와 같은 형광물질을 부가하여 동태를 관찰하는 수단은 많이 이용되어지고 있다. 또, 많은 물질에 있어서 흡수나 산란이 큰 것도 특징의 하나이기도 하다. 한정된 영역에서 전자파를 발하는 경우, 차폐나 량의 조절은 중요한 문제이지만,  이것이 비교적 용이하지만, 그림1에서 태양광의 분광분포를 나타냈지만, 290nm이외의 자외선은 오존층이나 대기의 흡수.산란을 받아 지표에는 도달하지 않는다. 근년 후론(프레온)에 의한 오존층파괴가 환경파괴의 중심에 있으며 큰 문제가 되고 있지만, 이것도 대규모의 차폐가 있어, 이것은 용이하다고 말할 수 없다.

9 uv-c의 자외선이 지표의 태양광에 포함되어 있지 않은것도, 또 중요한 특징이다
예를 들어, 수은의 254nm 의스펙트럼를 이용한 살균은, 방법으로서 간단하지만, 모든 균에 살균효과가 있는 이점이 많다. 이 같은 효과는, 전항에서 기술한 것처럼 자외선의 광량자 에너지가 큰 이유에 의한 것이다. 표1에 대표적인 분자간결합에너지를 표시했지만, 거의 자외선의 에너지 수치에 합치하고 있다. 역시, X선 영역에서는 더욱 높은 에너지가 되어, 제어도 곤란하게 된다. 자외선광원에 대해서는 별항에서 기술하지만, 광원이 얻기 쉽고 취급이 비교적 간단한 것도 대단히 중요한 점이며, 이 파장을 선택적으로 생성하는 수단이 쉬운 것도 이점이다.

10 자외선의 특징 가시광보다 단파장이다. 많은 물질에서 흡수와 산란이 크다. 유용한 이용이 가능한 파장이다.
광원의 취급이 간단하고 선택적으로 얻기 쉽다.

11 4. 자외선의 작용효과 자외선의 작용으로서는, 물질에 대한 직접적 효과와, 오존에 의한 살균효과와 같은 자외선에 의한 생성물이 이차적 작용을 초래하는 것이 있다. 어느 쪽이든 흡수된 에너지가 려기상태를 만들어내는 것이 필요하다. 1)광화학 제1법칙(Grotthuss-Draper의 법칙)   광화학반응을 일으키기 위해서는, 광이 원자 또는 분자에 흡수되지 않으면 안 된다. 2)광화학 제2법칙(Stark-Einstein의 법칙)  흡수된 광은 반드시 광화학반응을 인도하지 않는다. 단, 만약 반응이 발생하려면, 각 분자(또는 원자)의 변화는 단 1개의 광자의 흡수에 의해서 일어난다. 3)광의 흡수의 법칙(Lambert-Beer의 법칙)  두께 cm의 물질을 투과한 광의 강도 는 Φ = Φ0ℯ^-ax 전달된다. 여기서, Φ0은 입사광의 강도로, x는 물질의 두께(cm) a은 흡수계수가 있다.

12 여기서, 2)항에 대해서 설명을 첨부해둔다. 흡수된 광 에너지의 변화로서는,
 1 열에너지로서 방출된다.  2 타의 파장의 광으로서 방출된다.  3 전리나 전자 방출이 일어난다.  4 분자의 분해나 분리가 일어난다.  5 광분해생성물이 화학반응을 일으킨다.  6 려기상태의 분자나 원자가 화학 반응하는 상태로 분리할 수 있다.

13 다음에 작용효과의 구체적 예를 기술한다. 최초에 자외선취급상의 주의사항과 관련하는 데, 상해작용에 대한 것이다. 사람의 눈에 대한 유해도 평가가 JIS Z 8812에 정해져 있다. 상해는 각막이나 결막등 안구의 표면에 발생하는데 측면부터의 입사광에도 주의가 필요하다. 또, 피부의 ‘화상’에 대해서는 CIE에서 홍반작용곡선을 정의하고 있다. (표3참조) 피부염증 예로서는 화장품 알의 상승작용도 알려져 있어, 피부암이나 악성흑색종과 태양광자외선과의 관련성에 대한 보고도 있다. UV-C 파장역에서 대기 중에 발생하는 오존의 호흡기에 영향을 주는 장해도 주의를 요한다. 식물에 관해서는, 자외선에 의한 발아장해나 잎의 화상장해 외에, 얼마간의 병원균에 대해서 포자형성을 촉진하여, 발병을 증가하는 일이 알려져 있다. 그 외에, 자외선에 의한 의료(옷)의 퇴색이나 염료, 플라스틱의 열화 등 잘 알려져 있다. 이 같은 현상은 자외선의 작용효과가 큰 것을 나타내고 있으며, 역으로 많은 이용을 시사하고 있다.

14 자외선의 살균효과는, JIS Z 8812에 효과곡선이 나와있다. 이 효과파장과 DNA 흡수 스펙트럼과 잘 일치하고 있다
자외선의 살균효과는, JIS Z 8812에 효과곡선이 나와있다. 이 효과파장과 DNA 흡수 스펙트럼과 잘 일치하고 있다. 세균의 치사작용의 원인은 DNA상에 나타난 피리미진타이머에 의한 것으로 있다. 이 외 물고기의 편성투기, 자외선조사해수(UV해수)에 의한 패류의 산란유발, 과실의 착색, 소호의 살조등이 있어, 성인성 백혈병치료의 연구도 되어있다. 표2에 작용곡선의 예를, 표3에 오존 생성에 관련하는 O2의 흡수곡선을 나타냈다.

15 150-200nm 자외선에 의해 생성되고, 진통, 최면, 상쾌감, 피로회복 등 작용이 있음.
작용효과 음이온의 생성 nm 자외선에 의해 생성되고, 진통, 최면, 상쾌감, 피로회복 등 작용이 있음. 오존의 생성 공기 중 산소에 nm 자외선을 조사하면 다음과 같은 반응이 일어나 산소분자 일부가 오존으로 변화함. O2+자외선 > 2O 2O2+ 2O > 2O3 오존은 탈취, 살균, 표백산화작용이 있음

16 작용효과 살균작용 자외선 살균작용은 nm사이에서 강하게 나타나며 그 중에서도 nm 파장에서 살균작용은 최강이 됨. 살균램프에서 방사되는 253.7nm자외선은, 최강 살균 작용이 있는 파장과 거의 일치하고 있음. 홍반작용 자외선 조사에 의해 늘 보여지는 것은 피부 홍반현상으로 바다나 산과 같은 자외선량이 많은 곳에서 특히 나타남. 피부에 자외선이 조사되면, 수시간 후에 모세 혈관 확장 (홍반)이 시작됨. 이 반응과 더불어 피부 표피 세포 변성이 일어나고 약 24시간 경과 후에 반응이 종료함. 자외선 조사량이 많으면 피부가 꺼칠꺼칠하고 아픔을 느끼게 됨. 건강선 : 297nm

17 작용효과 광화학작용 광화학 반응은 빛 작용에 의해 일어나는 화학반응을 말함. 예를 들면, 염산, 메칠렌청의 산화, 유화아연의 환원, 형광작용, 합성화학에서는 광중합, 인쇄관계에서는 잉크경화, 시사프린타등에 응용됨. 화학선 : 365nm

18   자외선광원 5-1 자외선광원의 분류 자외선은, 그 광자의 에너지가 크기 때문에, 고온으로 하지 않아도 여러 가지의 반응을 일으켜 얻기 때문에 광화학이나 광생물학의 연구, 의료위생, 화학공업이나 전자 공업등 넓은 범위의 공업분야에서 사용되고 있다. 여기서 사용되고 있는 자외선광원도 용도가 다양한 갈림길에 있는 것처럼 다종 자양하다(표4참조)

19 자외선 파장별 작용 및 주요 용도 작용(효과) 파장(nm) 적용광원 용도 및 분야 오존 생성 150~200 단파장살균램프, 석영수은등 탈취, 수처리 음이온 생성 이온램프 공기정화 살균작용 240~300 살균램프 공기 살균, 수 살균 홍반작용 250~330 살균램프, 아크용접, 가스용접, 카본아크용접 눈, 피부에 상해 비타민D 생성 260~300 치료용 자외선램프, 태양광 식품, 사료등의 비타민 D의 첨가

20 자외선 파장별 광학작용 작용(효과) 파장(nm) 적용광원 용도 및 분야 광분해 340~460 복사용 형광램프, 복사용 수은램프 디아조복사 광중합 고압수은램프, 제논아크램프,메탈 할라이드램프 인쇄제판, 도료강화, 잉크의 경화 광파괴 300~750 광화학용 수은램프,카본아크램프, 태양광 내광성 실험, 옥외폭로 실험 광합성 340~700 자외선형광램프, 고압수은램프 화학물질의 합성

21 5-2 저압수은램프 주로 수은의 공명선(254nm, 185nm)을 이용한 광원으로, 자외선투과 유리를 사용하고 수은발광을 직접 이용하는 살균 램프와 수은선으로 형광체를 발기하여 형광체의 자외 발광을 이용하는 자외 형광램프가 있다. 수은의 스펙트럼는, 자외역부터 가시역에 분포하고 있지만, 수은증기압을 작게(1Pa정도)하는 것에 의해 254nm의 방사를 전방사의 90%(입력의 60%정도)에도 집중하는 일이 가능하다. 수은증기압의 컨트롤러는, 관벽온도를 40도 정도 갖는 것이지만, 고출력 타입등에서는 아말감을 사용하는 경우도 있다.

22 ▷ 저압 자외선 Lamp 압 력 Lamp의 종류 주파장(nm) 용도 저 압 O³ Lamp 184.9
유기물 세정용, 살균용, 탈취용 살균 Lamp 253.7 산업용사용 공기, 물, 기타물질에 표면살균 BLB 365 위조지폐감식, 무대.디스플레이 조명, 경화 선텐용 Lamp 297 일광효과 의료용 Lamp 400~450 황달 치료용 Excimer lamp 126~172 세정.표면처리(선택폭이 넓다)

23 5.2.1 살균램프 수은의 공명선 254nm는 살균효과곡선의 최대파장에 가까운 것으로부터, 일반적으로 살균선이라 불리우지만, 이 살균선을 효율 좋게 방사하도록 만들어진게 살균램프이다.(표5참조) 살균램프의 구조는 형광램프와 같은 종류이지만, 일반적으로, 형광램프가 254nm의 자외선을 벽내면에 도포된 충광체가 흡수하여, 보다 파장이 긴(일반형광램프에서는 가시)광을 발하는 것에 대해, 자외선투과성 유리를 관벽 재료로서 살균선을 직접외부에 빼내는 것 같은 것이다. 유리는 특수한 연질유리나 석영유리가 사용되어진다. 램프의 상태는, 직관형가 일반적이지만, 용도에 따라 각종의 것이 만들어진다.(표6참조). 석영유리제 살균램프는, 일반의 살균용에서는 200nm이하를 투과하지않는 비오존석영관을 사용하고 오존의 발생을 제어하고 있지만 수은선의 185nm을 이용하는 목적에서는 보통석영 또는 그 위에 단파장역의 투과율이 높은 합성석영을 사용한다. 수처리, 반도체의 표면산화세정, 표면 개질등에 이용되고 있다.

24 살균선의 방사효율은 주로 수은의 증기압에 의존하고 있어, 최대효율을 나타내는 온도는 40-50도에 있다
살균선의 방사효율은 주로 수은의 증기압에 의존하고 있어, 최대효율을 나타내는 온도는 40-50도에 있다. 따라서 주위온도나 바람의 영향을 받기 쉽다. 일반의 살균램프는, 형광램프 동양단위 아크길이 당의 램프입력(램프부하)를 W/cm으로 억누르고, 자연대류에 의해 최적관벽이 얻을 수 있도록 설계되어 있다. 램프부하를 2-10W/cm로 높게하여, 램프의 출력을 크게한 고출력타입의 살균램프가 만들어져 있어, 식품용기의 살균등 공업용으로서 사용되고 있다. 이 타입의 램프에서는, 램프온도를 최적화하기 위해 공기나 물에 의한 공제냉각방식이 채택되고 있다. 표2에 일반타입과의 비교를 나타낸다.

25 ▷ 저압 자외선 Lamp 오존 (살균) 램프 오존(살균)램프의 파장곡선

26 5.2.2 자외선용 형광램프 자외발광 형광체를 사용하고 자외역에 발생특성을 갖는 형광램프로, 다음과 같은 램프가 있다.(표7참조) (1)포충용, 광화학용   nm에 피크(최고)를 갖는 형광체를 사용하여, 곤충류의 주광성 반응곡선에 적합한, 소위 유아등용램프. 유기합성등의 광화학반응이나 자외선경화성수지용으로서도 이용된다. (2)블랙라이트 유리소재에 특수착색유리를 사용하여 가시광을 거의 커트하여, 근자외광만을 방사하는 램프로, 탐상등의 검사용이나 장식조명용에 사용되어지고 있다. (3)건강선용 홍반작용곡선에 적합한 램프. 홍반작용 및 비타민D 합성작용이 있다. (4)복사용 디아조복사용의 램프로, 발광피크는, nm이다.

27 ▷ 저압 자외선 Lamp BLB 램프 BLB램프 의 디스플레이 조명 및 위조지폐 감식

28 ▷ 저압 자외선 Lamp 의료용 램프 황달 치료용

29 5.3 고압수은램프 저압수은램프가, 램프의 관벽 온도를 컨트롤하는 것에 의해 수은증기압을 작게 갖는 단파장성분의 발광효율을 높게 한 것에 대해, 고압수은램프는 수은증기압을 1*10Pa이상으로 현저하게 높게 하고 있다. 그 결과, 단파장성분은 자기흡수에 의해 현저하게 감소하고, 대신에 장파장성분(365nm등)이 지배적이 된다. 고압램프의 최대의 장점은, 램프1등에 대한 입력을 크게 가능한 것에 있고, 고압수은램프도, 거의 같은 치수의 저압수은램프의 100배정도의 입력이다.

30 5.3.1 자외용 수은램프 자외용 수은램프가 최고로 사용되고 있는 것은, 자외경화성 잉크나 도료의 경화용이다. 표8에 그 대표적인 구조를 나타낸다. 램프양단에 전극을 준비하여, 석영유리부터의 직관형으로 일반조명용 수은램프와 같은 외관은 없다. 전극은 전자방사물질을 충전한 텅스텐제로 몰리브덴 봉입박을 사이에 두고 외부단자(구금)와 연결하고 있다. 램프내에는 점등중 전부 증발하고 소정의 압력을 얻는 량의 수은과 아르곤등의 희가스가 봉입되고 있다. 표9와 같은 점등회로에 접촉하여 전압을 인가하면, 전극간에 발생한 방전의 열로 서서히 수은이 증발하여, 발광량이 증가하여 간다. 봉입한 전부의 수은이 증발하여 특성이 안정한다. 표10에 수은램프의 분광에너지 분포를 나타낸다.

31 램프는 용도에 따라 발광길이로 50-2500mm, 발광길이당의 입력(램프부하)으로 80-160W/cm가 사용되고 있다
자외용 수은램프는, 광중합이나 광합성등 광화학산업분야에서 넓게 사용되고 있으며 형태가 다른 것도 있다. 외관 없는 일중관식이 일반적이며, 석영유리나 근자외선을 투과하는 경질유리를 외관으로 하는 이중관식도 있다. 또 외관에 특수착색유리를 사용하여 가시광을 커트(차단)한 블랙라이트 수은램프도 검사용, 장식용등에서 사용되고 있다.

32 압력 Lamp의 종류 주파장(nm) 용도 ▷ 저압 자외선 Lamp 고압/중압 (1~30bar) 고압수은램프 365
인쇄, 코팅 경화용, 광중합 반응 고압메탈 할라이드램프 Fe Ga - 400~420 경화용, 노광용, 본딩용 디아조 필름 노광, 에칭산업 순간 점등용 HL Lamp 365, 380, 420 경화용, 노광용 GL Lamp 400~420 노광용 초고압 (50~150bar) IHL Short Arc Lamp 365, 380 사진방식제, 포토에칭

33 5.3.2 초고압 수은램프 수은증기압을 더욱 높게하면 스펙토르는 넓어지고 연속광에 근접한다. 자외용광원으로서는 스텍토르의 연속성보다도 점광원으로서의 것을 이용한 용도에 전적으로 사용되고 있다. 램프는, 전극안정형 아크의 쇼트아크 램프( W)와 관벽안정형아크의 모세관형램프( W)가 있으며, 전자는 반도체 리소그래픽이나 광학기기용에, 후자는 제판이나 칼라브라운관의 화상용에 사용되고 있다(표11참조)

34 ▷ 고압 자외선 램프 ▷ 모세관형 초고압 수은 램프

35 5.4 메탈할라이드램프 수은램프는, 자외역에 스펙토르을 크게 포함한 뛰어난 자외광원이지만, 특정의 파장역에 보다 효과적으로 발광을 얻기위해서는 다른 원소의 스펙토르을 이용할 필요가 있다. 단 수은 이외의 금속원소는, 석영유리등의 램프재료의 사용온도범위에서는 충분한 증기압을 얻을 수 없다는 것이나 관벽재료와 반응하는 게 있어 이대로 사용이 안된다. 금속을 할로겐화물에 하면 높은 증기압을 얻을 수 있는 것과 함께 관벽과의 반응도 적기 때문에 실용적인 온도범위에서 안정하게 사용 가능하다. 자외역에 효과적인 스펙토르을 가지고 있어 발기전압, 할로겐화물의 증기압이나 화학적 안정상등부터 실용화되어있는 것은 드물다. 현재 최고 많이 사용되고 있는 것은 철(Fe)과 갈리움(Ga)의 요우화물이며, 이것들에 부가적으로 주석(Sn),티타늄(T1), 아연(In), 연(납, Pb), 비스머스(Bi), 마그네슘(Mg), 코발트(Co)등의 요우화물이 사용되고 있다. (표12참조)

36 램프의 구조는 자외용수은 램프와 거의 틀리지 않다
램프의 구조는 자외용수은 램프와 거의 틀리지 않다. 램프부하, 공냉형과 수냉형, 오존타입과 비오존 타입등의 종류도 수은램프와 같다. 금속할로겐화물의 증기압이 수은보다도 상당이 적기 때문에, 램프를 조광한 때 등 관벽온도가 작은 영역에서 온도의 영향을 받기 쉽기 때문에 냉각조건에 주의를 필요로 한다. 표13에 Fe-Sn을 봉입한 램프의 대표적인 분광에너지 분포를 나타낸다. 자외역의 발광량은, 동일 와트의 수은램프의 1.7배 정도이다.

37 5.5 무전극방전램프 일반의 방전램프는, 전류의 주입구로서의 전극을 갖추고 있지만, 고주파유도에 의해 전극 없이 에너지를 주입하는 무전극램프가 실용화되고 있다. 자외광원으로서는, 마이크로파 에너지를 램프에 흡수시켜 발광을 얻는 수은램프 및 메탈하라이드램프가 잉크등의 경화나 제판가열등에 사용되고 있다. 표14에 무전극방전램프의 마이크로파점등회로를 나타낸다. 마그네트론부터 발생한 마이크로파는 도피관부터 공동공진기에 이끌려, 공진기내의 무전극램프에 흡수된다.  램프의 형상은 구상과 직관상이 있다. 램프의 분광에너지 분포는, 일반의 메탈하라이드램프와 같이 봉입물질에 따라 여러 가지 있다. 무전극램프는, 1)즉시점등이나 재 점등이 빠르다. 2)열이 적다 3)점멸에 의한 전극의 소모가  없다. 4)전극이 없기 때문에 봉입물의 선택폭이 넓다. 등의 특징을 갖고 있지만, 마그네트론과 램프의 거리를 길게 되지 않기 때문에 조사기가 대형이 되어, 치수.종류도 제약 받는다.

38 5.6 크세논램프 크세논램프는, 희가스의 일종이며 키세논 중의 방전에 의한 발광을 이용한 광원이며, 자외역부터 가시역에 걸쳐서의 분광에너지 분포가 자연낯광에 근접하고 있는 것으로부터, 백색표준광원, 환경시험기용광원, 솔라시뮤레타등에 적합하다.(표15참조) 또 희가스방전 때문에 순간안정, 순간 재 점등이 가능하기 때문에  후라쉬램프로서 이용되고 있다. 자외용광원으로서는 반드시 효율이 높은 광원이라고는 말할 수 없지만, 순간점등성, 대전력화 가능등의 특징을 살린 용도로 중요한 위치를 점하고 있다.(표3참조) 한편 크세논의 공명선을 이용한 진공자외 광원으로서의 연구도 진행되고 있다.

39 (1)쇼트아크 램프(표16참조) 점등시 20-50기압의 고압의 크세논 가스를 봉입한 램프로, 음극선단부근이 상당히 고휘도로 되기 때문에 점 광원으로서 뛰어나다. 30W-30kW의 램프가 있다. (2)롱아크 램프 1기압이하의 크세논가스를 봉입한 램프로, 자연공냉, 강제공냉, 수냉의 램프가 있다. 환경시험기용으로서 수냉 6kW정도까지의 것이 사용되고 있다. (3)후라슈 램프 사진찰영용으로서 잘 알려져 있다. 용도에 따라 다양한 형상, 크기(펄스에너지)가 있다. 자외광원으로서 사용되고 있는 것은 적지만, 컵 등의 살균에 시험적으로 사용된 예가 있다. (4)펄스 램프 램프에 흐르고 있는 전류를 펄스 형상으로 하는 것으로 효율을 크게 가능하다. 제판용이나 복사용으로서 사용되고 있다.

40 5.7 중수소램프 중수소램프는, 표17과 같은 구조를 갖고, 10Pa정도의 중수소가 봉입되어 있다. 단파장자외역의 안정한 광원으로서 주로 이화학용(분광광도계등의 분광기기용)에 사용된다. 분광분포는, nm에 피크를 갖는 광범위의 연속 스펙트럼, LiF, MgF등의 창재를 사용하면 100nm부근까지의 방사가 얻을 수 있다.(표18, 표19 참조)

41 5.8 엑시마 레이저 원자나 분자에 의한 방사의 유도방출을 이용하여, 광의 증폭, 발진을 행하는 장치를 레이저라고 부르지만, 자외역에 직접발진하는 레이저는, 엑시마 레이저나 이온 레이저, 질소레이저등의 기체 레이저 외에는 일부의 색소 레이저 정도가 있다. 한편, 결정이나 기체의 비선형효과(고주파발생, 광혼합)에 의한 파장변환에 의해 단파장 레이저광을 얻는 방법이 있으며, 네오짐 YAG 레이저의 제3차고주파(353nm)나 제4차고주파(265nm)등과 같이, 기체, 고체, 액체, 반도체 레이저부터 자외 레이저광을 얻을 수 있다. 자외 레이저 중에서, 고출력, 고효율 레이저로서도 가장 주목되고 있는 것이 엑시마 레이저, 특히 희가스 할라이드 엑시마 레이저이다.

42 엑시마란, 발기상태의 원자(또는 분자)와 기저상태의 원자(또는 분자)가 강하게 결합한 려기상태의 분자의 것으로, 희가스하라이드의 외 희가스타임(Xe등), 희가스산소, 수은하라이드, 다원자엑시마(KrF등)의 레이저 발진이 보고되어 있다. 표4에 대표적인 엑시마와 발진파장을, 표5에 엑시마레이저와 기타의 자외레이저와의 비교를 나타낸다. 엑시마 레이저는, 리소그래픽, 에칭구, CVD등 반도체 프로세스의 응용이 기대도 크게 연구도 집중하고 있지만, 고압수은램프 등에서는 얻을 수 없다. 단색성, 고파워 밀도, 지향성, 펄스성을 살린 응용연구도 진행되고 있다.

43 5.9 그 외의 자외선광원 (1)할로겐 전구 모든 물체는 그 표면의 온도와 상태에서 결정하는 방사(주로 자외선)를 발하며, 그 온도가 높을 수록 파장은 짧아진다. 할로겐 전구는, 텅크스텐필라멘트를 석영유리기구에 봉입하여, 할로겐 재생 사이클과 고압의 불활성가스에 의해 필라멘트 온도를 높게 한 것으로, 많지는 않지만 자외선 성분을 포함하고 있다. 할로겐 전구는, 일반조명으로서 사용되고 있는 경우, 자외선은 유해성분으로서 파악되고 있지만, 점등의 간편성등부터 자외선광원으로서의 이용의 가능성도 있다. (2)카본 아크 카본 아크는, 현재에서는 내후시험기용 광원으로서만 실용되고 있다. 전극에 탄소이외의 물질을 포함하고 나서부터 분광분포를 변화시키는 일이 가능하다.

44 (3)엑시마램프 엑시마가스를 마이크로파로 발기하는 무전극램프로서 발광시키는 연구가 진행되고 있다. 특정파장에 고강도의 발광이 가능하며, 장래의 자외광원으로서 기대된다. (4)기타 분광광도계등의 분석용으로, 각종의 금속증기나 가스의 방전에 의해 물질고유의 발광을 얻는 호로카소드램프나 H형 방전관등이 있다. 또 반도체 프로세스용등의 목적으로, 보다 단파장의 광원으로서 각종의 희가스 공명선램프가 연구되고 있다.