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空心阴极灯概述和工作原理

空心阴极灯是一个封闭的气体放电管。用被测元素纯金属或合金制成圆柱形空心阴极，用钨或钛、锆做成阳极。灯内充Ne或Ar惰性气体，压力为数百帕。发射线波长在370.0nm以下的用石英窗口，370.0nm以上的用光学玻璃窗口。工作原理：

当灯的正负极加以400V电压时，便开始辉光放电。这时电子离开阴极，在飞向阳极过程中，受到阳极加速，与惰性气体原子碰撞，并使之电离。带正电荷的惰性气体从电场获得动能，向阴极表面撞击，只要能克服金属表面的晶格能，就能将原子由晶格中溅射出来，从而产生阴极物质的共振线。由于灯内压力很低，压力变宽小，因而产生的共振线是锐线光源。

你知道空心阴极灯的作用吗？

空心阴极灯的结构由阴极、阳极和屏蔽层组合而成，阴极大多数位纯金属或合金，对于一些贵的金属，则将其制成薄片衬在支持电极上，阴极在中间为空桶形状，空心阴极灯因此得名。阳极则为一焊有钽片或钛丝的钨棒，因为钽片或钛丝具有吸气作用，在高温下可以吸收少量***气体(如H2)。屏蔽层为防止阴阳极的击穿，在阴阳极间设有屏蔽层。

1、空心阴极灯是一种特殊形式的低压气体放电光源，放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加200V-500V电压时，便产生辉光放电。在电场作用下，电子在飞向阳极的途中，与载气原子碰撞并使之电离，放出二次电子，使电子与正离子数目增加，以维持放电。正离子从电场获得动能。如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能，当其撞击在阴极表面时，就可以将原子从晶格中溅射出来，所以空心阴极灯具有将原子溅射出来的作用。

2、阴极在受热过程中中也要导致阴极表面元素的热蒸发，溅射与蒸发出来的原子进入空腔内，再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发，发射出相应元素的特征的共振辐射。与此同时，空心阴极灯所发射的谱线中还包含了内充气、阴极材料和杂质元素等谱线。

空心阴极灯的设计特点

1． 阴极

阴极是由被分析元素或含有被分析元素的物质制成。如果金属在空气中稳定并具有高熔点，则阴极材料一般使用纯金属（如银）。如果金属本身比较脆，则一般使用烧结的金属粉末（如锰、钨）。如果金属本身在空气中比较活泼，或具有较高的相对蒸汽压，则一般使用金属的氧化物或卤化物（如镉、钠）。粉末技术也应用于制造含有多种被分析金属的多元素灯。

阴极的直径也是非常重要的，因为灯的发射强度取决于电流密度。

2． 阳极

阳极即为一种简单的能提供放电轰击电压的普通电极。阳极材料一般使用锆，因为它是一种“吸气剂”。

空心阴极灯灯电流的选择

空心阴极灯灯电流的选择：空心阴极灯性能参数表中所给出的***大电流，系指可以应用的***大平均电流。在应用调制波形时，峰值电流应限制在四倍于***大电流范围之内。使用高于电流***大值将严重缩短灯的寿命或引起损坏。灯的工作电流应是光强度，信噪比和灯的寿命的***佳组合值，对于一些元素在较高电流下可以提供稍好的信噪比和较低的检出限，但这必然引起分析灵敏度的损失和灯的寿命的减少。