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 línea espectral (por ejemplo, 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 un voltaje menor y con mayor corriente que una lámpara de cátodo frío que no tiene cátodo hueco. ^{[ 1 ]}

Un HCL generalmente consta de un tubo de vidrio que contiene un cátodo , un ánodo y un gas amortiguador (generalmente un gas noble ). Un alto voltaje entre el ánodo y el cátodo provoca la ionización del gas amortiguador , creando un plasma . Los iones del gas amortiguador se aceleran hacia el cátodo, desprendiendo átomos del mismo. Tanto el gas amortiguador como los átomos del cátodo desprendidos se excitan a su vez por colisiones con otros átomos/partículas en el plasma. A medida que estos átomos excitados decaen a estados de menor energía, emiten fotones . Estos fotones excitan los átomos de la muestra, que a su vez liberan sus propios fotones, los cuales se utilizan para generar datos. ^{[ 2 ]}

Una lámpara de cristal fotónico (HCL) también puede utilizarse para ajustar fuentes de luz a una transición atómica específica mediante el efecto optogalvánico , que es resultado de la fotoionización directa o indirecta . Al iluminar la lámpara con la fuente de luz, se pueden excitar o incluso expulsar electrones (fotoionizar directamente) de los átomos dentro de la lámpara, siempre que la fuente de luz incluya frecuencias que correspondan a las transiciones atómicas adecuadas. La fotoionización indirecta puede ocurrir cuando las colisiones de electrones con el átomo excitado expulsan un electrón atómico.

1. ${\displaystyle A+h\nu \rightarrow A^{*}}$
2. ${\displaystyle A^{*}+e^{-}\rightarrow A^{+}+2e^{-}}$

${\displaystyle A}$= átomo,${\displaystyle h\nu }$= fotón,${\displaystyle A^{*}}$= átomo en estado excitado, y${\displaystyle e^{-}}$= electrón

Los iones recién creados provocan un aumento de la corriente entre el cátodo y el ánodo, y un cambio en el voltaje resultante, que luego puede medirse.

Para sintonizar la fuente de luz a una frecuencia de transición específica, se varía un parámetro de sintonización (generalmente la corriente de excitación ) de la fuente. Al buscar una resonancia en la gráfica de datos de la señal de voltaje en función del parámetro de sintonización de la fuente, se puede ajustar la fuente de luz a la frecuencia deseada. Esto suele facilitarse mediante el uso de un circuito de detección síncrona .

El rango de corriente de la fuente de alimentación es de 0 a 25 mA y un encendido de 600 V seguido de una alimentación sostenida de 300 V.

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