TWI425552B - 不含汞之金屬鹵化物放電燈 - Google Patents
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Description
本發明係關於高強度放電(HID)燈。更具體言之，本發明係關於石英或陶瓷金屬鹵化物放電燈。
圖1中說明一典型金屬鹵化物放電燈10，且該金屬鹵化物放電燈10包括一主體11以及整體附著至該主體11之一第一支管12及一第二支管13。每一支管12及13自主體11之一相對側延伸。支管12及13以及主體11通常係由石英材料或基於氧化鋁之陶瓷材料(例如，多晶氧化鋁、藍寶石或釔鋁石榴石)製造。第一電極15及第二電極16分別延伸穿過第一支管12及第二支管13，且終止於一形成於燈10之主體11中的腔室14中。該等電極之尖端15A及16A在腔室14內間隔一確定距離，該距離在約1 mm至約20 mm之間，從而在該等電極尖端15A與16A之間形成一電弧區。腔室14之容積通常在約0.01 cc至約3 cc之範圍內。在壓力下在支管12及13之遠離該腔室之末端處密封該腔室14。
在密封該腔室14之前，在受控氣氛下將一包括惰性氣體、金屬鹵化物劑量及汞之組合物注入並密封於放電燈之腔室中。該金屬鹵化物劑量通常為金屬鹵化物之一組合，諸如碘化鈉及碘化鈧或碘化鈉、碘化鉈、碘化鏑、碘化鈥及碘化銩。該等金屬鹵化物充當發光元素。儘管汞稍微有助於放電燈之發射頻譜在藍色範圍中，但其主要用於增加電弧區中之電阻，以便將電壓增加至一所要值。將電壓增加至一所要值具有兩個作用：1)可將燈操作電流維持於一較低值從而為更好之流明維持及燈壽命而最小化電極腐蝕；及，2)為更好之燈效率而最小化末端損失。一用於高強度放電燈的所要之操作電壓通常為70 V至150 V，因此可視燈類型及所要功率而將電流維持為約0.2安培至約3.5安培。
當將電力供應至電極時，在電極尖端15A與16A之間觸發一電弧，從而在腔室14內產生一電漿放電。起初，電弧放電由達到約7000°K之溫度之稀有氣體(通常為氬氣或氙氣)而產生。該電弧放電加熱腔室14而使其溫度增加至約1000°K或更高。接著汞及金屬鹵化物劑量開始蒸發。在此加熱階段之後，燈達到一穩定操作狀態，其中電漿放電變為稀有氣體原子(氬或氙)、Hg原子及離子、來自金屬鹵化物劑量之金屬原子及分子以及其離子及電子的混合物。電漿放電之溫度可通常在約1000°K至約6000°K之範圍內。
燈電壓極大地視形成電弧之氣體混合物的導電率而定。在典型HID燈中，汞藉由維持某一所要之燈操作電壓而充當一緩衝氣體。汞由於其相對較低之導電率而可達成所要之電壓，該導電率係若干參數之函數，包括所謂之緩衝氣體的原子密度(或蒸氣壓力)、電子密度(或游離能)及電子－原子動量轉移截面。
作為一緩衝氣體之汞具有一足夠高之電子－原子動量轉移截面及足夠高之蒸氣壓力以在電弧區處提供一足夠之電阻且因此提供一所要之燈電壓。電子與金屬鹵化物化合物之間的碰撞導致金屬原子之激勵，該等金屬原子以可見光譜內之光的形式來釋放光子能。
不管汞之效用如何，使用此金屬存在缺陷。最為顯著的是，汞非常具有毒性且引起對健康及環境之關注。全世界已採用及/或提議法律及規章來限制或在某些狀況下取消在所有產品中使用汞。因此，為達成在高強度放電燈中產生光之目的，正努力以其他具有類似於汞之特性的元素或化合物來替代汞。
在石英燈中存在金屬鹵化物添加劑碘化鈉(NaI)及碘化鈧(ScI3
)的情況下，碘化鋅已被揭示為汞之替代物。然而，鈧對基於氧化鋁之陶瓷具有侵蝕性且可與其反應，基於氧化鋁之陶瓷為將用於下一代汽車前燈中之外殼材料。
已組合一替代石英燈中之汞的第二金屬鹵化物而將稀土金屬鹵化物(諸如碘化鏑及碘化釹)揭示為碘化鈧(ScI3
)之替代物。該等第二金屬鹵化物包括碘化鋁、碘化鐵、碘化鋅、碘化銻、碘化錳、碘化鉻、碘化鎵、碘化鈹及碘化鈦。
關於本發明，在一陶瓷金屬鹵化物燈中組合並測試與一或多種稀土金屬鹵化物(作為發光添加劑之碘化鈉及碘化鉈)組合而作為汞之替代物的金屬鹵化物(包括但不限於碘化鋅)的各種組合。將此等化合物之效能與金屬鹵化物陶瓷燈進行比較，該等金屬鹵化物陶瓷燈具有以稀土金屬鹵化物(作為發光元素之碘化鈉及碘化鉈)之同一組合而組合的汞之組合物。由實驗測試所支持之理論計算已展示汞替代物金屬鹵化物在電弧區內解離成金屬原子及自由碘原子，從而導致自由碘原子之高壓。已知碘非常具有負電性。亦即，電弧區內之自由電子可相對容易地附著至碘原子從而產生碘之負離子。此效應導致該電弧區內之電子密度顯著降低。此外，碘與稀土金屬反應而形成穩定之化合物(亦即，碘化鏑)，此導致稀土金屬原子(發光物質)之密度降低。由自由碘之高壓所導致的電子密度及發光物質原子(稀土金屬)之降低藉由降低可見範圍中之輻射功率的量(燈流明)而以一消極方式直接影響燈效能。
以ZnI2
為劑量之燈中的碘及碘負離子之壓力比以汞為劑量之燈中的壓力幾乎大一個量級。此意謂(例如)電弧區中之電子密度以及發光原子密度在以ZnI2
為劑量之燈中要顯著低於在汞燈中。淨效應為降低之流明，因為電子及發光原子負責產生發光金屬原子之激勵態。
本發明係關於一不含汞之金屬鹵化物放電燈及/或其一種組合物。該放電燈包含一放電介質組合物，該放電介質組合物具有一產生發光放電之第一金屬鹵化物及一作為汞之替代物且產生燈電壓之第二金屬鹵化物。在一實施例中，該組合物亦含有一呈純形式之金屬，其並非來自第一金屬鹵化物或第二金屬鹵化物。
在放電燈之操作期間，第一金屬鹵化物及第二金屬鹵化物解離而產生鹵素原子及金屬原子。第一鹵化物之金屬原子提供燈之所要的光輸出，且第二鹵化物之金屬原子提供所要之燈電壓。第二鹵化物之鹵素原子中的一部分附著至電子以形成負離子且另一部分與第一鹵化物之金屬反應。該現象由於較少之電子及第一金屬鹵化物原子可用於碰撞而導致流明量降低，從而導致較低之流明輸出。呈純形式之額外金屬吸引鹵素或與其反應，從而使得可用之電子及第一金屬鹵化物呈一在燈操作期間產生光通量之形式。換言之，呈純形式之額外金屬充當額外鹵素自由原子之"吸收劑(getter)"。
用於一不含汞之高強度金屬鹵化物放電燈的本發明含有一放電介質，該放電介質包含一稀有氣體(例如，Ar或Xe)及一作為發光元素或添加劑之第一金屬鹵化物，該第一金屬鹵化物在一所要之光譜範圍內發光並具有所要之流明量。該介質亦包含一替代汞以維持燈之所要操作電壓的第二金屬鹵化物。放電燈的結構包含如圖1中所說明且先前所描述之放電燈的典型元件。
在一實施例中，本發明亦包括一與在放電燈操作期間所產生的鹵素及/或鹵素離子反應之金屬。在放電燈(其含有稀有氣體、第一金屬鹵化物及第二金屬鹵化物之上文所參考之放電介質)之操作期間，兩種金屬鹵化物之分子在電弧區內解離成金屬原子及鹵素原子。已判定最大部分之游離鹵素原子係來源於第二金屬鹵化物之解離：其為電壓上升劑鹵化物。由金屬鹵化物之解離而產生的鹵素原子與第一金屬鹵化物之金屬反應，從而形成穩定之分子化合物，其可不或將不釋放產生光所需的光子，藉此降低燈之流明輸出。
使用放電介質之各種組合物來測試具有與圖1中所說明之燈類似構造且代表用於汽車前燈之陶瓷金屬鹵化物燈的放電燈。該等放電燈為七十瓦特(70 W)之陶瓷金屬鹵化物燈，其具有一由多晶氧化鋁(PCA)陶瓷所製造的弧光管。該等放電燈之腔室的容積為0.28立方公分(cc)，且電極尖端之間的距離為七毫米(7 mm)。該等電極包含形成電極尖端之導電金屬之組合，包括鈮(Nb)、鉬(Mo)及鎢(W)。然而，可將本發明之放電介質用於由諸如石英、YAG(釔鋁石榴石)或藍寶石之其他材料所製造的燈或不同尺寸之燈中。舉例而言，可將放電介質用於一般照明之燈中，該等燈具有在約0.01 cc至約3 cc之範圍內的容積，電極尖端間的距離可在約1 mm至約20 mm之範圍內，且瓦特數可在約二十瓦特(20 W)至約四百瓦特(400 W)之範圍內。對於諸如汽車或視訊用途之光學應用而言，燈腔室之容積可在約0.01 cc至約0.1 cc之範圍內，且電極尖端之間的間隔可在約1 mm至約6 mm之範圍內。
所測試之燈包括使用相同量之充當發光材料之第一金屬鹵化物及各種組合與量之充當電壓"上升劑"或汞替代物之第二金屬鹵化物的放電燈。該等測試在考慮各種因素(諸如第二金屬鹵化物之劑量類型、量、密度及組成)之燈操作電壓及流明、燈操作電流及功率方面監視燈之效能。將此等測試結果與對標準陶瓷金屬鹵化物燈(Hg－CMH燈)所進行之類似測試相比較，該等Hg－CMH燈包括作為電壓上升劑之汞。該等測試燈及該等Hg－CMH燈皆包括相同組合或量之發光元素或第一金屬鹵化物以及相同量或壓力之稀有氣體。更具體言之，所有燈皆包括NaI及稀土金屬鹵化物TlI、DyI3
、HoI3
及TmI3
以及200托之Ar。第一金屬鹵化物應指代一或多種發光元素或添加劑。在一實施例中，發光元素之總劑量包括10 mg或約36 mg/cc，其包括66.8重量百分比之NaI、9.2重量百分比之TlI、12重量百分比之DyI3
、6重量百分比之HoI3
及6重量百分比之TmI3
。然而，熟習此項技術者將瞭解，劑量比、量或化合物可根據所使用之放電燈的類型而變化。另外，所有燈皆含有200托之惰性氣體氬氣密封於腔室中。燈中氬氣之壓力可在約100托至約300托之範圍內。
在進行測試之前，選擇各種金屬碘化物，其具有可比得上汞之特性，即高蒸氣壓力(或高原子密度)、高游離能(或低電子密度)及大的電子－原子動量轉移截面。針對汽車陶瓷金屬鹵化物燈之1200°K冷點溫度而計算各種金屬碘化物之蒸氣壓力。藉由在測試中所使用之特定放電燈而判定為計算蒸氣壓力所選擇之參數；然而，此等參數可視待測試之放電燈的類型而不同。另外，可使用其他鹵素(諸如溴及氯)，以提供可接受之金屬鹵化物。
經選擇作為替代汞之候選物的此等金屬鹵化物包括在1200°K之冷點溫度下具有至少1 atm之蒸氣壓力及至少6 eV之游離能的金屬鹵化物。所選擇之此等金屬包括鋅、鋁、銦、鎵、鋯、鉿、銻、鎳、鈦、鐵、鎂、銅及鈹。選擇參數(諸如金屬鹵化物化合物之最小蒸氣壓力或最小游離能)將根據所測試或所使用之燈的類型而不同。
將測試燈在操作電壓及流明方面之效能與Hg－CMH燈之效能相比較以判定：在一可接受電流下，該等金屬鹵化物汞替代物在維持一可接受之電壓及流明方面的成效何者可比得上汞。
下文表I提供了金屬碘化物之一清單，其包括樣本測試燈之劑量及測試結果，其展示在約66瓦特至約71瓦特之功率範圍(類似於Hg－CMH燈之功率範圍)內操作的測試燈之效能。
舉例而言，Hg－CMH燈包括4.4 mg劑量之汞，在66瓦特之功率下操作，產生69伏特之電壓並維持每一瓦特84流明之效力。測試燈660包括4.3 mg劑量之碘化銦(InI3
)作為第二金屬鹵化物汞替代物。在67.15瓦特之功率下，測試燈660維持39伏特之電壓及每一瓦特46流明之效力。
測試燈629包括3.8mg劑量之ZnI2
及3.5mg劑量之AlI3
作為第二金屬鹵化物汞替代物。此測試燈在69瓦特下操作時產生49伏特之操作電壓及每一瓦特48流明之效力。
包括MgI2
、SnI4
、CuI、SbI3
、FeI2
或NiI2
之測試燈並非在足夠高之功率下操作而產生流明輸出以充當汞之可接受替代物。
吾人發現，增加第二金屬鹵化物之量或密度確實有助於增加燈操作電壓但未必導致增加測試放電燈的每一瓦特之流明。實際上，電壓隨第二金屬鹵化物之量而增加，但流明降低。參看表II，列出關於八個測試燈之測試結果，其中每一測試燈含有不同量之GaI2
。
如表II中所示，測試燈581產生每一瓦特37流明之最高流明輸出，其具有4.0mg劑量之GaI2
或14.4mg/cc之密度之GaI2
以作為第二金屬鹵化物汞替代物。測試燈582含有4.5mg劑量之GaI2
且流明稍微降低至每一瓦特35流明。測試燈567之流明輸出降低地更顯著，該測試燈567含有6.2mg劑量或22.3 mg/cc之GaI2
且產生每一瓦特30流明。基於所進行之測試，判定第二金屬鹵化物汞替代物之劑量可在約1 mg/cc至高達約100 mg/cc之範圍內，且可產生操作金屬鹵化物放電燈之足夠電壓及流明。一較佳劑量範圍係自約5 mg/cc至約20 mg/cc，其中一較佳劑量為約18 mg/cc。
儘管該等測試燈所產生之流明輸出不如Hg－CMH燈一樣高，但是增加燈腔室之冷點溫度可增加流明。此可藉由改變腔室之幾何結構(即，減小腔室之長度、直徑及/或容積)及/或藉由改變與發光金屬鹵化物(第一鹵化物)之劑量相關之參數來實現。藉由增加冷點溫度，可增加第一金屬鹵化物及第二金屬鹵化物兩者在腔室內的蒸氣壓力，從而導致增加的流明輸出。又，選擇發光金屬鹵化物元素之一適當劑量類型及組合物可增加流明。
除上文所描述之測試以外，關於在約1000°K至約6000°K之範圍內的溫度來計算一金屬鹵化物(ZnI2
)測試燈及一標準Hg－CMH燈之碘、碘負離子、電子及鏑物質之分壓。此為電弧區之操作溫度範圍(其視該電弧區內量測溫度之位置而定)。參看圖2，相對於燈腔室內之溫度而描繪該燈腔室內之碘的壓力。如上所述，燈中之金屬鹵化物汞替代物為ZnI2
。與汞Hg－CMH燈相比，碘壓力在ZnI2
測試燈中大體上且一貫地較高。
類似地，碘負離子之分壓在ZnI2
測試燈之腔室中高於在Hg－CMH燈中。參看圖3，相對於燈腔室內之溫度而描繪該燈腔室內之碘負離子的分壓。在約3000°K至約6000°K的溫度下，與汞Hg－CMH燈相比，碘負離子分壓在ZnI2
測試燈中一貫地較高。
測試燈中之增加之碘分壓指示發生ZnI2
之解離從而產生碘且因此產生碘負離子。給定碘之高負電性的性質，在自約3000°K至約6000°K之溫度範圍下計算電子分壓。圖4為一描繪電子分壓對燈腔室內之溫度的圖形。ZnI2
測試燈中之電子壓力一貫地低於Hg－CMH測試燈之電子壓力。已斷定，碘在電弧區中吸引電子，藉此減少電弧區中可用於激勵第一金屬鹵化物(發光元素)之金屬的電子數目。此導致降低的金屬鹵化物汞替代物之測試燈的流明輸出。
另外，在該溫度內計算鏑物質之分壓。在此等高溫下，碘化鏑如碘化鋅一樣解離。碘將與鏑原子反應而形成更穩定之DyI、DyI2
及DyI3
分子，該等分子並不發光或並不如同鏑原子一樣良好地發光。參看圖5及圖6，關於金屬鹵化物測試燈及Hg－CMH燈而在自約1000°K至約6000°K之溫度範圍內計算鏑物質之分壓。如圖5及圖6中所示，舉例而言在4000°K下，ZnI2
測試燈中之鏑之分壓大體上低於Hg－CMH測試燈中之鏑之分壓。相反，在此相同溫度下，DyI3
、DyI2
及DyI之分壓在ZnI2
測試燈中大體上高於在Hg－CMH燈中。
已在此處關於鏑而說明自由碘之高壓對ZnI2
燈中發光元素之分壓之降低的影響，但關於其他發光元素(即，鈉、鉈、鈥及銩)而發現相同影響。
為克服碘及碘負離子在降低電子及發光元素之壓力及/或量方面的影響，將呈其純形式之金屬(非金屬鹵化物)添加至金屬鹵化物測試燈之放電介質組合物。舉例而言，以碘化鋅劑量來包括鋅。所添加之其他金屬包括鋁、鎵及銦或此等金屬中之兩者、三者或四者之組合。下文表III列出樣本測試燈，其包括作為汞替代物之一劑量之碘化鋅及一劑量之鋅。在此等測試燈中使用與所有其他測試燈中相同之劑量下之相同發光元素(第一金屬鹵化物)。另外，亦在相同壓力下將氬氣注入至腔室中。
當與碘化鋅組合時，鋅之劑量在約4 mg至高達約14.5 mg之範圍內；然而，可與一或多種金屬鹵化物汞替代物組合來使用不同量之鋅、其他金屬及組合。
將在類似於Hg－CMH燈之電壓的電壓下或在約65瓦特至約71瓦特之範圍中操作的此等測試燈之測試結果與具有金屬鹵化物汞替代物之其他測試燈及Hg－CMH燈的測試結果相比較。下文表IV列出具有一與一或多種金屬鹵化物汞替代物劑量組合之金屬劑量的樣本測試燈。添加鋅作為"碘收集劑"。亦即，鋅與可用之碘或碘離子反應而形成一碘化鋅及其他碘化鋅物質；藉此，防止大部分碘原子收集可用以產生光放電的第一金屬鹵化物之自由電子及金屬原子或與其反應。
具有額外金屬之測試燈在可接受之電流下一貫地產生較高電壓及流明值。對於具有金屬鹵化物汞替代物劑量而不具有一劑量金屬的此等測試燈，最高流明輸出係來自測試燈629。此測試燈包括劑量分別為3.8 mg及3.5 mg的ZnI2
及AlI3
之組合。流明輸出為每一瓦特48流明；然而，該電壓相對較低而為49伏特。對於此等測試燈，最高電壓輸出係來自測試燈565。此燈包括11.2 mg劑量之GaI2
作為汞替代物，且產生79伏特之電壓；然而，流明相對較低而為每一瓦特19流明。
比較而言，測試燈677包括13.5 mg劑量之Zn及6.1 mg劑量之ZnI2
。此燈產生75伏特之電壓及每一瓦特55流明之流明。實際上，包括與一劑量之一或多種第二金屬鹵化物組合的一劑量之鋅的測試燈695及705中之每一者產生之電壓及流明高於不具有與第二金屬鹵化物組合之額外金屬的測試燈產生之電壓及流明。腔室中之額外金屬的劑量可在約1 mg至約15 mg之範圍內，或可具有一在約3.6 mg/cc至約72 mg/cc之範圍內的密度。較佳地，額外金屬之劑量可在約2 mg至約5 mg之範圍內，或密度可在約7.2 mg/cc至約18 mg/cc之範圍內。
在1000°K至約6000°K之範圍內計算鏑之分壓。參看圖7，展示一描繪鏑之分壓對腔室內之溫度的圖形。此圖形說明在選定溫度範圍內具有額外鋅之測試燈的分壓一貫地高於不具有該金屬之測試燈。較多鏑可用作發光元素，其導致較高之流明值。因此，吾人發現，鋅、鋁、鎵或銦之金屬鹵化物可在金屬鹵化物放電燈中充當汞之可接受之替代物。添加一種可與在燈操作期間所產生之鹵素或鹵素離子反應的金屬以便使發光元素及電子可用於發光放電會增加燈之效力。
一般照明中所使用之大多數汞陶瓷金屬鹵化物通常以一產生電流正弦波形之安定器來操作。因為測試燈為陶瓷金屬鹵化物燈之複製品，所以所使用之安定器產生一電流正弦波形。吾人發現，測試燈不能以一穩定方式來操作或根本不能利用一電流正弦波形來操作。大多數燈在操作約30秒至約一分鐘後即熄滅。
二次點火電壓在一電流正弦波形之情況下太高。此係歸因於鹵素之高壓及其負電性之效應。對於任何AC電流波形，所施加之電流在極性改變期間經歷零且藉此顯著降低電漿溫度及電子密度。在極性改變之後，電漿即再次"二次點火"且電子密度再次增加。此現象通常以一被稱為"再觸發電壓"之尖峰而使其顯現於燈操作電壓之波形上。在存在碘之高壓的情況下(如同不含Hg之燈的狀況一樣，其中以金屬鹵化物劑量來替代Hg)，電子密度在極性改變期間由於碘之負電性之效應而被進一步降低。此使得電漿難以"二次點火"，從而導致極高之"再觸發電壓"尖峰。淨效應在於以正弦波形操作的不含Hg之燈係不穩定的，或該等燈在其啟動之後約30秒至60秒即熄滅。
已在與本發明相關之工作中發現，此問題可藉由將電流波形自正弦形狀改變為方形形狀來解決。參看圖8A及圖8B，對於正弦形狀之電流波形而言，在第一半循環及第二半循環中之最大電流絕對值之間的轉變時間要顯著大於方形形狀之電流波形之情況下的轉變時間。舉例而言，對於60 Hz之操作頻率,此轉變時間對於正弦形狀之波形為約8.3毫秒，且對於方形形狀之波形而言為約50微秒。因此，對於方形波形，可顯著降低轉變時間。藉由如此實施，顯著降低其中降低電漿溫度且電子具有重新組合之機會的時間週期。簡言之，對於不含Hg之燈，方形波形之"再觸發電壓"可比得上Hg燈之"再觸發電壓"，且在與本發明相關之工作中所測試的所有不含Hg之燈均以一穩定之方式操作的方形波形來操作。
雖然已在本文中展示並描述本發明之較佳實施例，但將顯而易見，僅藉由實例來提供此等實施例。在不背離本文中之本發明的情況下，熟習此項技術者將明瞭大量變化、改變及替代。因此，意欲使本發明僅受限於隨附之申請專利範圍的精神及範疇。
10．．．金屬鹵化物放電燈
11．．．燈主體
12．．．第一支管
13．．．第二支管
14．．．腔室
15．．．電極
16．．．電極
15A．．．電極尖端
16A．．．電極尖端
圖1為一金屬鹵化物放電燈之一示意圖。
圖2為一描繪一金屬鹵化物測試燈及一Hg－CMH燈中之碘之分壓的圖形。
圖3為一描繪一金屬鹵化物測試燈及一Hg－CMH燈中之碘負離子之分壓的圖形。
圖4為一描繪一金屬鹵化物測試燈及一Hg－CMH燈中之電子之分壓的圖形。
圖5為一描繪一金屬鹵化物測試燈中之鏑物質之分壓的圖形。
圖6為一描繪一Hg－CMH燈中之鏑物質之分壓的圖形。
圖7為一描繪一ZnI2
測試燈、一以額外Zn為劑量之ZnI2
測試燈及一Hg－CMH燈中之鏑原子之分壓的圖形。
圖8A為一正弦波形電流之圖形。
圖8B為一方形波形電流之圖形。
10．．．金屬鹵化物放電燈
11．．．燈主體
12．．．第一支管
13．．．第二支管
14．．．腔室
15．．．電極
15A．．．電極尖端
16A．．．電極尖端
Claims (9)
- 一種不含汞之金屬鹵化物放電燈10，其包含：一弧光管11，其具有一密封腔室14；一對電極15及16，其位於該腔室14內，具有電極尖端15A及16A，該等電極尖端15A及16A彼此間隔一確定距離以在其間形成一電弧區；一惰性氣體，其係在壓力下密封於該腔室14內；一第一金屬鹵化物，其密封於該腔室14內而產生一光通量，其中該第一金屬鹵化物包含一選自一由鏑、鉈、銩、鐠、鈧、鈰及鈥組成之群的金屬；一第二金屬鹵化物，其密封於該腔室14內且具有一選自由鋁、鎵、銦及鋅組成之群的金屬；鋅金屬，其密封於該腔室14內，其係呈元素形式且並非來自該第一金屬鹵化物或該第二金屬鹵化物，其中該呈元素形式之鋅金屬與自該第二金屬鹵化物產生之鹵素原子或離子中之一部分反應，從而防止該等鹵素原子與自由電子及該第一金屬鹵化物之金屬反應，以使該第一金屬鹵化物產生該光通量；該燈進一步包含一劑量之碘化鈉。
- 如請求項1之放電燈，其另外包含一劑量之碘化鈉且其中該第一金屬鹵化物包含碘化鏑、碘化鉈、碘化銩以及碘化鈥、碘化鈧、碘化鈰、碘化鐠或碘化釹之組合。
- 如請求項1之放電燈，其中該第一金屬鹵化物之鹵素係選自由碘、溴或氯組成之群。
- 如請求項1之放電燈，其中該第一金屬鹵化物係以一約5mg/cc至約100mg/cc之劑量而存在於該腔室內。
- 如請求項1之放電燈，其中該第二金屬鹵化物係以一約3mg/cc至約72mg/cc之劑量而存在於該腔室14內。
- 如請求項1之放電燈，其中該第二金屬鹵化物係以一約6mg/cc至約18mg/cc之劑量而存在於該腔室14內。
- 如請求項1之放電燈，其中該金屬係以一約3mg/cc至約18mg/cc之劑量而存在於該腔室14內。
- 如請求項1之放電燈，其中該金屬係以一約3mg/cc至約54mg/cc之劑量而存在於該腔室14內。
- 如請求項1之放電燈，其中一電流係由一產生方形波形之電流安定器供應至該燈10。
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