Lámpara de cátodo hueco

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 (por ejemplo, para espectrómetros de absorción atómica) y como sintonizador de frecuencia para fuentes de luz como como 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.

Un HCL generalmente consiste en un tubo de vidrio que contiene una cátodo, un ánodo y un gas buffer (generalmente un gas noble). Un voltaje grande a través del ánodo y la cátodo hará que el gas buffer se ionice, creando un plasma. Los iones de gas buffer se acelerarán en la cátodo, saltando los átomos de la cátodo. Tanto el gas buffer como los átomos de cathode esculpidos serán excitados a su vez por colisiones con otros átomos/partículas en el plasma. A medida que estos átomos excitados se desintegran a estados inferiores, emitirán fotones. Estos fotones luego excitarán los átomos de la muestra, que liberarán sus propios fotones y se utilizarán para generar datos.

Un HCL también se puede utilizar para sintonizar fuentes de luz a una transición atómica específica haciendo uso del efecto optogalvanico, que es el resultado de la fotoionización directa o indirecta. Al brillar la fuente de luz en el HCL, se puede excitar o incluso expulsar electrones (fotión directa) de los átomos dentro de la lámpara, siempre y cuando la fuente de luz incluya frecuencias correspondientes a las transiciones atómicas correctas. La fotoionización indirecta puede ocurrir cuando colisiones de electrones con el átomo excitado expulsa un electron atómico.

1. A+h. . → → AAlternativa Alternativa {displaystyle A+hnu rightarrow A^{}
2. AAlternativa Alternativa +e− − → → A++2e− − {displaystyle A^{*}+e^{-}derecho A^{+}+2e^{-}

A{displaystyle A} = átomo, h. . {displaystyle hnu} = foton, AAlternativa Alternativa {displaystyle A^{} = átomo en estado excitado, y e− − {displaystyle e^{-}} = electrones

Los iones recién creados causan un aumento en la corriente a través de la cátodo/anodo y un cambio resultante en el voltaje, que se puede medir.

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.