UV灯管内汞蒸气应是非饱和状态。UV灯管的工作电压在正常弧光放电时是不变的，即使外界变压器的电压较高，灯管两端电压仍维持在工作电压附近作很小范围波动。这是因为灯管中汞全部蒸发后处于非饱和状态，灯内全部的汞都处于导电和放电的工作状态，没有多余的汞原子凝结在管壁上或在管壁附近低温区处于休眠状态。此时灯在如图1所示的EF段。如果改变UV灯管电流，可通过调整电容来改变UV灯电流，UV灯工作电压不发生改变，若发生变化说明灯内的汞填充量不正确。
图1气体放电的全伏-安特性曲线
汞的蒸气压与UV灯UV光能量的辐射有很大关系，下式为工作在非饱和状态下的高压汞灯的蒸气压强。
式中:
ρ -- 灯工作时灯内汞的蒸气压强（大气压），Pa；
P0 -- 灯单位弧长输入功率，W/cm;
d内 -- 灯管内直径，cm;
m -- 灯单位长度的充隶量，mg/cm。
从上式可看出，当灯内充汞量m越多、灯管直径d内越小和输入功率密度P0越大时，汞的蒸气压强越大。
图2 UV光强度与汞蒸气压的关系 （注：1Torr=133.322Pa）
图2所示为UV光的能量输出与汞蒸气压的关系。图2(a)(b)为相同直径灯管输入功率不同，则汞蒸气压强不同情况下303nm、313nm、365nm三条谱线强度的变化。图2(a)中d内为 16mm、P0为50W/cm；图2(b)中d内为16mm、P0为84W/cm。
从图2中看出，当输入功率密度为50W/cm时，365nm波长的光的能量输出为0.2W/(单位立体角•厘米）；而输入功率密度为84W/cm时，即增加68%，而光的能量输出为0.4W/(单位立体角•厘米），增加100%。因此高功率灯管UV光效率高，目前美国GE公司生产的无极微波UV灯功率密度可达400W/cm，UV光辐出效率非常高。
