Wat is een holle kathodelamp?
Een holle kathodelamp is een lichtbron die voornamelijk wordt gebruikt voor wetenschappelijke doeleinden. Deze lampen bestaan niet echt buiten laboratoriumomgevingen, wat betekent dat de meeste mensen er nog nooit een hebben gezien. Meestal wordt een holle kathodelamp gebruikt als een methode voor het afstemmen op specifieke lichtfrequenties. Deze frequenties worden gebruikt om de samenstelling van materialen te onderzoeken en af te stemmen in op licht gebaseerde systemen, zoals lasers. Afhankelijk van de gebruikte materialen in hun constructie, de gassen die erin worden gepompt en externe invloeden, kan een holle kathodelamp in bijna elke kleur van het spectrum schijnen.
Het ontwerp van een holle kathodelamp is heel anders dan dat van een standaardlicht. Het grootste deel van deze lampen bestaat uit vier hoofdonderdelen. Een anode en een kathode nemen respectievelijk de stroom in en geven deze vrij. Ze zijn verbonden met een grote glazen buis die is gevuld met een stof die buffergas wordt genoemd. Dit gas kan elke vorm van inert gas zijn, meestal een edelgas zoals neon, helium of argon.
Wanneer stroom de lamp binnenkomt via de anode, beweegt deze door het gas naar de kathode. Dit begint het buffergas op te wekken en het wordt plasma. Het plasma bombardeert de kathode en veroorzaakt een proces dat sputteren wordt genoemd. Dit is wanneer hoogenergetische deeltjes atomen van een vast object afwerpen. Deze gesputterde atomen en het plasma stuiteren steeds meer rond en winnen energie.
Terwijl de energie begint te verdwijnen, beginnen de materialen fotonen uit te zenden. Deze fotonen zijn het licht dat door de lamp wordt gegenereerd. Verschillende materialen geven verschillende golflengten van zichtbaar licht af. Het spectrum van de fotonen kan worden geanalyseerd om de exacte samenstelling van de gassen en gesputterde materialen te bepalen. Dit proces kan worden gebruikt om de samenstelling van een onbekend materiaal te analyseren of om het bestaan van een stof in een monster te verifiëren.
Bovendien kan een holle kathodelamp worden gebruikt om af te stemmen op specifieke lichtgolflengten. Wanneer een op licht gebaseerd systeem binnen bepaalde parameters is ontworpen, worden het initiële stroomverbruik en de golflengte-instellingen vaak getest op een van deze lampen voordat het naar het lichtsysteem gaat. Dit is vooral een kostenprobleem; de ontworpen systemen zijn vaak erg complex en duur, dus parameters worden getest op de minder dure lampen.
In dit geval is de holle-kathodelamp ingesteld om dezelfde materialen te gebruiken die in het op licht gebaseerde systeem worden gebruikt. Terwijl stroom door de lamp stroomt, wordt de golflengte van het licht onderzocht. Terwijl de stroom die in het systeem wordt ingevoerd op en neer gaat, verandert de golflengte. Door deze methode te gebruiken, kunnen wetenschappers de exacte stroomvereisten en materialen bepalen die nodig zijn voor het grotere systeem voordat ze het daadwerkelijk bouwen.