مصباح الزئبق عالي الضغط- عبارة عن مصباح تفريغ غاز يصدر ضوءًا بناءً على تفريغ بخار الزئبق. يستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الإضاءة الصناعية والطبية والخارجية. مبدأ التشغيل هو أن قوس الجهد العالي-يقوم بإثارة بخار الزئبق، مما يؤدي إلى توليد إشعاع في المقام الأول في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. يتم بعد ذلك تحويل هذا الإشعاع إلى ضوء مرئي بواسطة الفوسفورات داخل أنبوب المصباح.
يتكون الهيكل الأساسي لمصباح الزئبق-عالي الضغط من أنبوب زجاج الكوارتز، والأقطاب الكهربائية، وبخار الزئبق. عندما يمر التيار عبر الأقطاب الكهربائية، يتأين بخار الزئبق داخل الأنبوب ليشكل البلازما. تتصادم الإلكترونات مع ذرات الزئبق، وتنتقل إلى مستويات طاقة عالية، ومن ثم تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية عند 254 و185 نانومتر. يثير هذا الضوء فوق البنفسجي الفوسفورات (مثل الفوسفورات الأرضية النادرة) المطلية على جدار الأنبوب، مما يولد ضوءًا أبيض عبارة عن مزيج من الألوان الأساسية الأحمر والأخضر والأزرق. نظرًا لأن التفريغ يتطلب جهدًا عاليًا (عادةً عدة آلاف من الفولتات) لبدء التفريغ، يتم ملء أنبوب المصباح مسبقًا- بكمية صغيرة من غاز الأرجون أو غاز النيون لتقليل جهد البداية.
يتميز هذا المصباح بميزات هامة: أولاً، يتميز بكفاءة الإضاءة العالية، حيث يصل إلى 50-60 لومن لكل واط، وهو ما يتجاوز بكثير المصابيح المتوهجة؛ ثانيًا، تتميز بعمر افتراضي طويل، مع متوسط وقت تشغيل يتجاوز 10,000 ساعة؛ وثالثًا، يتركز طيفه في النطاق الأزرق والأخضر، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي يكون فيها تجسيد الألوان أقل أهمية. ومع ذلك، فإن مؤشر تجسيد اللون المنخفض (CRI) (حوالي 40-60) والتأخير الكبير في بدء التشغيل (يستغرق 4-8 دقائق للوصول إلى سطوع مستقر) يحد من تطبيقه في بعض البيئات الداخلية.
فيما يتعلق بالتطبيق،-يتم استخدام مصابيح الزئبق عالية الضغط بشكل شائع في الأماكن التي تتطلب إضاءة موحدة على مساحة واسعة، مثل إضاءة الطرق والملاعب وورش عمل المصانع. كما أن إنتاجها من الأشعة فوق البنفسجية يجعلها مفيدة في مجالات مثل المعالجة الضوئية والتعقيم. مع التقدم التكنولوجي، تحل مصابيح الهاليد المعدنية ومصابيح LED تدريجيًا محل مصابيح الزئبق التقليدية عالية الضغط-، ولكن هذه الأخيرة، نظرًا لتقنيتها الناضجة ومزايا التكلفة، لا تزال تحتفظ باستخدامها في تطبيقات محددة.
في المستقبل، مع تشديد اللوائح البيئية للقيود المفروضة على استخدام الزئبق، قد يتم التخلص التدريجي من مصابيح الزئبق عالية الضغط-من السوق. ومع ذلك، فإن مبادئها التقنية لا تزال توفر أساسًا مهمًا لتطوير مصادر الضوء الكهربائية الحديثة.
