Una lámpara de cátodo hueco es una fuente de luz que se utiliza principalmente con fines científicos. Estas lámparas no existen realmente fuera de los entornos de laboratorio, lo que significa que la mayoría de la gente nunca habrá visto una. La mayoría de las veces, se utiliza una lámpara de cátodo hueco como método para sintonizar frecuencias de luz específicas. Estas frecuencias se utilizan para examinar la composición de materiales y sintonizar sistemas basados en la luz, como los láseres. Dependiendo de los materiales utilizados en su construcción, los gases bombeados en ellos y las influencias exteriores, una lámpara de cátodo hueco puede brillar en casi cualquier color del espectro.
El diseño de una lámpara de cátodo hueco es muy diferente al de una luz estándar. La mayoría de estas lámparas constan de cuatro partes principales. Un ánodo y un cátodo toman energía y la liberan, respectivamente. Están conectados a un tubo de vidrio grande que está lleno de una sustancia llamada gas tampón. Este gas puede ser cualquier forma de gas inerte, generalmente un gas noble como neón, helio o argón.
Cuando la energía ingresa a la lámpara a través del ánodo, se mueve a través del gas hasta el cátodo. Esto comienza a excitar el gas tampón y se convierte en plasma. El plasma bombardea el cátodo e induce un proceso llamado pulverización catódica. Esto es cuando las partículas de alta energía desprenden átomos de un objeto sólido. Estos átomos chisporrotearon y el plasma rebotan cada vez más, ganando energía.
A medida que la energía comienza a disiparse, los materiales comienzan a emitir fotones. Estos fotones son la luz generada por la lámpara. Los diferentes materiales emiten diferentes longitudes de onda de luz visible. El espectro de los fotones se puede analizar para determinar la composición exacta de los gases y materiales pulverizados. Este proceso puede usarse para analizar la composición de un material desconocido o verificar la existencia de una sustancia dentro de una muestra.
Además, se puede usar una lámpara de cátodo hueco para sintonizar longitudes de onda de luz específicas. Cuando un sistema basado en luz se diseña dentro de ciertos parámetros, el uso de energía inicial y las configuraciones de longitud de onda a menudo se prueban en una de estas lámparas antes de pasar al sistema de iluminación. Este es principalmente un problema de costos; los sistemas diseñados son a menudo muy complejos y costosos, por lo que los parámetros se prueban en las lámparas menos costosas.
En este caso, la lámpara de cátodo hueco está configurada para usar los mismos materiales usados en el sistema basado en luz. A medida que la energía fluye a través de la lámpara, se examina la longitud de onda de la luz. A medida que la energía alimentada al sistema sube y baja, la longitud de onda cambia. Al usar este método, los científicos pueden determinar los requisitos de energía y los materiales exactos necesarios para el sistema más grande antes de que realmente lo construyan.