Una lámpara de cátodo hueco (HCL) es un tipo de lámpara de cátodo frío que se utiliza en física y química como fuente de líneas espectrales (p. ej., para espectrómetros de absorción atómica ) y como sintonizador de frecuencia para fuentes de luz como los láseres . Una HCL aprovecha el efecto de cátodo hueco , que provoca la conducción a menor voltaje y con más corriente que una lámpara de cátodo frío que no tiene cátodo hueco. [1]
Un HCL suele estar formado por un tubo de vidrio que contiene un cátodo , un ánodo y un gas tampón (normalmente un gas noble ). Un voltaje alto entre el ánodo y el cátodo hará que el gas amortiguador se ionice , creando un plasma . Los iones del gas amortiguador luego se acelerarán hacia el cátodo, eliminando átomos del cátodo. Tanto el gas tampón como los átomos del cátodo pulverizados serán a su vez excitados por colisiones con otros átomos/partículas en el plasma. A medida que estos átomos excitados decaigan a estados inferiores, emitirán fotones . Luego, estos fotones excitarán los átomos de la muestra, que liberarán sus propios fotones y se utilizarán para generar datos. [2]
Un HCL también se puede utilizar para sintonizar fuentes de luz con una transición atómica específica haciendo uso del efecto optogalvánico , que es el resultado de la fotoionización directa o indirecta . Al hacer brillar la fuente de luz en el HCL, se pueden excitar o incluso expulsar electrones (fotoionizarlos directamente) de los átomos dentro de la lámpara, siempre que la fuente de luz incluya frecuencias correspondientes a las transiciones atómicas correctas. La fotoionización indirecta puede ocurrir cuando las colisiones de electrones con el átomo excitado expulsan un electrón atómico.
= átomo, = fotón, = átomo en estado excitado y = electrón
Los iones recién creados provocan un aumento en la corriente a través del cátodo/ánodo y un cambio resultante en el voltaje, que luego puede medirse.
Para sintonizar la fuente de luz a una frecuencia de transición específica, se varía un parámetro de sintonización (a menudo la corriente impulsora) de la fuente de luz. Al buscar una resonancia en un gráfico de datos de la señal de voltaje versus el parámetro de sintonización de la fuente, la fuente de luz se puede sintonizar a la frecuencia deseada. Esto suele ser ayudado por el uso de un circuito de bloqueo .
El rango de corriente de la fuente de alimentación es de 0 a 25 mA y seguido de un encendido de 600 V con una potencia sostenida de 300 V.
