Ένας λαμπτήρας κοίλου καθόδου είναι μια πηγή φωτός που χρησιμοποιείται κυρίως για επιστημονικούς σκοπούς. Αυτοί οι λαμπτήρες δεν υπάρχουν πραγματικά εκτός εργαστηριακών ρυθμίσεων, που σημαίνει ότι οι περισσότεροι άνθρωποι δεν θα έχουν δει ποτέ έναν. Τις περισσότερες φορές, ένας λαμπτήρας κοίλου καθόδου χρησιμοποιείται ως μέθοδος συντονισμού σε συγκεκριμένες συχνότητες φωτός. Αυτές οι συχνότητες χρησιμοποιούνται για την εξέταση της σύνθεσης των υλικών και τον συντονισμό σε συστήματα που βασίζονται στο φως, όπως τα λέιζερ. Ανάλογα με τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τους, τα αέρια που διοχετεύονται σε αυτά και τις εξωτερικές επιρροές, ένας λαμπτήρας κούφιας καθόδου μπορεί να λάμπει σε σχεδόν οποιοδήποτε χρώμα του φάσματος.
Ο σχεδιασμός ενός λαμπτήρα κοίλου καθόδου είναι πολύ διαφορετικός από αυτόν ενός τυπικού φωτός. Η πλειοψηφία αυτών των λαμπτήρων αποτελείται από τέσσερα κύρια μέρη. Μια άνοδος και μια κάθοδος παίρνουν την ισχύ και την απελευθερώνουν, αντίστοιχα. Συνδέονται με ένα μεγάλο γυάλινο σωλήνα που είναι γεμάτος με μια ουσία που ονομάζεται ρυθμιστικό αέριο. Αυτό το αέριο μπορεί να είναι οποιαδήποτε μορφή αδρανούς αερίου, συνήθως ένα ευγενές αέριο όπως νέον, ήλιο ή αργό.
Όταν η ισχύς εισέρχεται στον λαμπτήρα μέσω της ανόδου, μετακινείται μέσω του αερίου στην κάθοδο. Αυτό αρχίζει να διεγείρει το ρυθμιστικό αέριο και μετατρέπεται σε πλάσμα. Το πλάσμα βομβαρδίζει την κάθοδο και προκαλεί μια διαδικασία που ονομάζεται sputtering. Αυτό συμβαίνει όταν σωματίδια υψηλής ενέργειας ρίχνουν τα άτομα από ένα στερεό αντικείμενο. Αυτά τα σκεπασμένα άτομα και το πλάσμα αναπηδούν όλο και περισσότερο, κερδίζοντας ενέργεια.
Καθώς η ενέργεια αρχίζει να διαχέεται, τα υλικά αρχίζουν να εκπέμπουν φωτόνια. Αυτά τα φωτόνια είναι το φως που παράγεται από τη λάμπα. Διαφορετικά υλικά εκπέμπουν διαφορετικά μήκη κύματος ορατού φωτός. Το φάσμα των φωτονίων μπορεί να αναλυθεί για να προσδιοριστεί η ακριβής σύνθεση των αερίων και των διασκορπισμένων υλικών. Αυτή η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση της σύνθεσης ενός άγνωστου υλικού ή για την επαλήθευση της ύπαρξης μιας ουσίας σε ένα δείγμα.
Επιπλέον, ένας λαμπτήρας κοίλης καθόδου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συντονιστεί σε συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός. Όταν ένα σύστημα που βασίζεται στο φως σχεδιάζεται με συγκεκριμένες παραμέτρους, η αρχική χρήση ισχύος και οι ρυθμίσεις μήκους κύματος δοκιμάζονται συχνά σε έναν από αυτούς τους λαμπτήρες προτού μεταβεί στο σύστημα φωτισμού. Αυτό είναι πρωτίστως θέμα κόστους. τα σχεδιασμένα συστήματα είναι συχνά πολύ περίπλοκα και ακριβά, επομένως οι παράμετροι ελέγχονται στους λιγότερο ακριβούς λαμπτήρες.
Σε αυτήν την περίπτωση, ο λαμπτήρας κοίλης καθόδου έχει ρυθμιστεί ώστε να χρησιμοποιεί τα ίδια υλικά που χρησιμοποιούνται στο σύστημα που βασίζεται στο φως. Καθώς η ισχύς ρέει μέσω του λαμπτήρα, εξετάζεται το μήκος κύματος του φωτός. Καθώς η ισχύς που τροφοδοτείται στο σύστημα ανεβαίνει και κατεβαίνει, το μήκος κύματος αλλάζει. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι επιστήμονες είναι σε θέση να προσδιορίσουν τις ακριβείς απαιτήσεις ισχύος και τα υλικά που χρειάζονται για το μεγαλύτερο σύστημα προτού το κατασκευάσουν πραγματικά.