Une lampe à cathode creuse est une source lumineuse principalement utilisée à des fins scientifiques. Ces lampes n’existent pas vraiment en dehors des environnements de laboratoire, ce qui signifie que la plupart des gens n’en auront jamais vu. La plupart du temps, une lampe à cathode creuse est utilisée comme méthode de réglage de fréquences lumineuses spécifiques. Ces fréquences sont utilisées pour examiner la composition des matériaux et régler les systèmes basés sur la lumière, tels que les lasers. Selon les matériaux utilisés dans leur construction, les gaz qui y sont pompés et les influences extérieures, une lampe à cathode creuse peut briller dans presque toutes les couleurs du spectre.
La conception d’une lampe à cathode creuse est très différente de celle d’une lampe standard. La majorité de ces lampes se composent de quatre parties principales. Une anode et une cathode prennent de la puissance et la libèrent respectivement. Ils sont reliés à un grand tube de verre qui est rempli d’une substance appelée gaz tampon. Ce gaz peut être n’importe quelle forme de gaz inerte, généralement un gaz noble comme le néon, l’hélium ou l’argon.
Lorsque le courant pénètre dans la lampe par l’anode, il se déplace à travers le gaz jusqu’à la cathode. Cela commence à exciter le gaz tampon et il se transforme en plasma. Le plasma bombarde la cathode et induit un processus appelé pulvérisation cathodique. C’est à ce moment-là que des particules à haute énergie font tomber des atomes d’un objet solide. Ces atomes pulvérisés et le plasma rebondissent de plus en plus, gagnant de l’énergie.
Lorsque l’énergie commence à se dissiper, les matériaux commencent à émettre des photons. Ces photons sont la lumière générée par la lampe. Différents matériaux émettent différentes longueurs d’onde de lumière visible. Le spectre des photons peut être analysé pour déterminer la composition exacte des gaz et des matériaux pulvérisés. Ce processus peut être utilisé pour analyser la composition d’un matériau inconnu ou vérifier l’existence d’une substance dans un échantillon.
De plus, une lampe à cathode creuse peut être utilisée pour régler des longueurs d’onde lumineuses spécifiques. Lorsqu’un système basé sur la lumière est conçu avec certains paramètres, la consommation d’énergie initiale et les configurations de longueur d’onde sont souvent testées sur l’une de ces lampes avant qu’elle ne passe au système d’éclairage. Il s’agit principalement d’une question de coût; les systèmes conçus sont souvent très complexes et coûteux, de sorte que les paramètres sont testés sur les lampes les moins chères.
Dans ce cas, la lampe à cathode creuse est configurée pour utiliser les mêmes matériaux que ceux utilisés dans le système à base de lumière. Lorsque le courant traverse la lampe, la longueur d’onde de la lumière est examinée. Au fur et à mesure que la puissance injectée dans le système monte et descend, la longueur d’onde change. En utilisant cette méthode, les scientifiques sont en mesure de déterminer les besoins exacts en énergie et les matériaux nécessaires pour le système plus vaste avant de le construire réellement.