空心陰極燈是一種特殊形式的低壓輝光放電光源，放電集中于陰極空腔內(nèi)。當(dāng)在兩極之間施加幾百伏電壓時，便產(chǎn)生輝光放電。在電場作用下，電子在飛向陽極的途中，與載氣原子碰撞并使之電離，放出二次電子，使電子與正離子數(shù)目增加，以維持放電。正離子從電場獲得動能。如果正離子的動能足以克服金屬陰極表面的晶格能，當(dāng)其撞擊在陰極表面時，就可以將原子從晶格中濺射出來。除濺射作用之外，陰極受熱也要導(dǎo)致陰極表面元素的熱蒸發(fā)。濺射與蒸發(fā)出來的原子進(jìn)入空腔內(nèi)，再與電子、原子、離子等發(fā)生第二類碰撞而受到激發(fā)，發(fā)射出相應(yīng)元素的特征的共振輻射。與此同時，HCL所發(fā)射的譜線中還包含了內(nèi)充氣、陰極材料和雜質(zhì)元素等譜線。
　　通過控制HCL陰極材料、電壓與電流、內(nèi)充氣種類和壓力，HCL基本滿足發(fā)射譜線的半寬度窄、譜線強(qiáng)度大且穩(wěn)定、譜線背景小、操作方便和經(jīng)久耐用等銳線光源的基本要求。并且，當(dāng)采用較大的燈電流時，HCL所發(fā)射譜線半寬度變寬和譜線強(qiáng)度增高，此時檢測器的負(fù)高壓降低，吸光度讀數(shù)穩(wěn)定。
　　多數(shù)空心陰極燈內(nèi)充入氖氣，有少數(shù)燈充氬氣。凡是正常的燈在供電點亮后，從燈的輝色光調(diào)來觀察，充氖氣的燈應(yīng)有明顯的橙經(jīng)色光；充氬氣的燈應(yīng)發(fā)紫色光。若充氖燈發(fā)粉紅色甚至白色光，充氬氣燈的光發(fā)白色光，說明燈內(nèi)存在雜質(zhì)氣體，應(yīng)作去氣處理。
　　正常工作的燈，應(yīng)在空心陰極內(nèi)發(fā)光。如果發(fā)現(xiàn)陰極口外及陽極發(fā)光，說明燈的管腳極性弄錯或接反。
　　空心陰極燈電流的選擇
　　原子吸收分光光度計采用脈沖方波供電。因此儀器顯示的燈電流是平均值而不是燈供電的峰值。對于同樣的電流平均值，電流峰值大小和脈沖供電的占空因數(shù)有關(guān)。占空因數(shù)是指在脈沖供電的一個周期內(nèi)，通電時間與整個周期的比值。
　　原子吸收分光光度計方波脈沖的占空比為1：5。其燈電流峰值大小可根據(jù)上述方法估算。因為占空因數(shù)是1：6（即占空比1：5，占空比是指在脈沖供電的一個周期內(nèi)，通電時間與斷電時間的比值）。假如電流值設(shè)定2mA時，空心陰極燈的峰值電流大約為12mA。故對本型儀器，選擇燈電流值（即平均值）應(yīng)適當(dāng)小些。大約選擇在直流供電時電流值的三分之一左右。
　　選擇燈電流的一般原則是既不應(yīng)過大，以免產(chǎn)生譜線自吸收影響分析結(jié)果；也不應(yīng)過小，以免發(fā)光不穩(wěn)定。但在能量足夠、信噪比高的前提下，應(yīng)盡可能小些。經(jīng)提高靈敏度、擴(kuò)大線形范圍和延長燈的使用壽命。
　　燈電流值應(yīng)根據(jù)實際分析測定效果來確定。
　　在調(diào)整燈位置尋找燈能量大值時應(yīng)注意，有個別燈需使用橙紅色光斑偏離單色器入口光欄正中位置，才能到達(dá)能時大值處。這是因燈的空心陰極在制造時未對準(zhǔn)燈的光窗中心所致。這種情況并不影響使用。
　　空心陰極燈的去氣處理
　　空心陰極燈的管腳極性都是統(tǒng)一的，對輝光色調(diào)不正常，燈內(nèi)出現(xiàn)雜質(zhì)氣體的燈，應(yīng)進(jìn)行去氣處理（即反接處理）。其方法是將燈的陰極接正、陽極接負(fù)，通電20mA，直至輝光顏色正常為止。