空心阴极灯(hollow cathode lamp,HCL)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。除溅射作用之外,阴极受热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,HCL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。
因为灯内填充气体压力低,压力变宽很小;阴极温度较低,热变宽也很小;同时,因为气体密度低,自吸变宽也不存在。空心阴极灯HCL基本满足发射谱线的半宽度窄、谱线强度大且稳定、谱线背景小、操作方便和经久耐用等锐线光源的基本要求。并且,当采用较大的灯电流时,HCL所发射谱线半宽度变宽和谱线强度增高,此时检测器的负高压降低,吸光度读数稳定。
空心阴极灯使用注意事项
①注意极性不能接反。
②为了使灯发光强度稳定,在工作电流下预热10-30min。
③灯长期不用,应定期点燃,一般在工作电流下预热1h。
④长期搁置,灯内有杂质存在,可以采用反接去气法。颠倒电极用大电流点灯30min.
元素灯,空心阴极灯没有什么区别;特种空心阴极灯,有别于一般空心阴极灯的基本性质。例如谱线强度高,无背景等特点。适用于电泳仪、色谱仪、紫外分光光度计、原子吸收光谱仪等。
空心阴极灯的作用
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。
使用注意事项:
打开灯电源开关后,应慢慢将电流调至规定值,骤然将灯电流升至规定值会使阴极表面发生喷射,影响灯的使用寿命,严重时还会使阴极遭道到破坏。
空心阴极灯如长期搁置不用,将会因漏气、气体吸附等原因而不能正常使用,甚至不能点燃。所以,每隔3-4个月,应将不常用的灯通电点燃2-3小时,以保持灯的性能并延长其使用寿命。
空心阴极灯使用一段时间以后会衰老,致使发光不稳,强度减弱,噪声增大和灵敏度下降。在这种情况下可用激活器加以激活。或者把空心阴极灯的阴极和阳极反接后在规定的极大工作电流通电半小时。多数空心阴极灯在经过激活处理后其使用性能在一定程度上得到恢复,延长灯的使用寿命。
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。
发光原理
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。
除溅射作用之外,阴极受热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,HCL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。
因为灯内填充气体压力低,压力变宽很小;阴极温度较低,热变宽也很小;
同时,因为气体密度低,自吸变宽也不存在。HCL基本满足发射谱线的半宽度窄、谱线强度大且稳定、谱线背景小、操作方便和经久耐用等锐线光源的基本要求。
并且,当采用较大的灯电流时,HCL所发射谱线半宽度变宽和谱线强度增高,此时检测器的负高压降低,吸光度读数稳定。