หลอดแคโทดแบบกลวงเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์เป็นหลัก หลอดไฟเหล่านี้ไม่มีอยู่จริงนอกการตั้งค่าในห้องปฏิบัติการซึ่งหมายความว่าคนส่วนใหญ่จะไม่เคยเห็น ส่วนใหญ่แล้วจะใช้หลอดแคโทดแบบกลวงเป็นวิธีการจูนความถี่แสงเฉพาะ ความถี่เหล่านี้ใช้เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของวัสดุและปรับแต่งในระบบที่ใช้แสงเช่นเลเซอร์ ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างของพวกเขาก๊าซที่สูบเข้าไปในพวกเขาและอิทธิพลภายนอกโคมไฟแคโทดกลวงสามารถส่องแสงในเกือบทุกสีของสเปกตรัม
การออกแบบของหลอดแคโทดแบบกลวงนั้นแตกต่างอย่างมากจากแสงมาตรฐาน ส่วนใหญ่ของหลอดเหล่านี้ประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก ขั้วบวกและแคโทดรับพลังงานแล้วปล่อยตามลำดับ พวกเขาเชื่อมต่อกับหลอดแก้วขนาดใหญ่ซึ่งเต็มไปด้วยสารที่เรียกว่าบัฟเฟอร์ก๊าซ ก๊าซนี้สามารถเป็นก๊าซเฉื่อยในรูปแบบใดก็ได้โดยปกติจะเป็นก๊าซมีตระกูลเช่นนีออนฮีเลียมหรืออาร์กอน
เมื่อพลังงานเข้าสู่หลอดผ่านขั้วบวกมันจะเคลื่อนที่ผ่านก๊าซไปยังขั้วลบ สิ่งนี้เริ่มที่จะกระตุ้นแก๊สบัฟเฟอร์และเปลี่ยนเป็นพลาสมา พลาสม่ายั้งแคโทดและทำให้เกิดกระบวนการที่เรียกว่าสปัตเตอร์ นี่คือเมื่ออนุภาคพลังงานสูงชนอะตอมออกจากวัตถุที่เป็นของแข็ง อะตอมที่กระเด็นเหล่านี้และพลาสม่ากระเด็นไปรอบ ๆ มากขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ได้พลังงานมากขึ้น
เมื่อพลังงานเริ่มกระจายวัสดุจะเริ่มปล่อยโฟตอนออกมา โฟตอนเหล่านี้เป็นแสงที่เกิดจากหลอดไฟ วัสดุที่แตกต่างกันให้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงที่มองเห็น สเปกตรัมของโฟตอนอาจถูกวิเคราะห์เพื่อกำหนดองค์ประกอบที่แน่นอนของก๊าซและวัสดุสปัตเตอร์ กระบวนการนี้อาจใช้เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุที่ไม่รู้จักหรือตรวจสอบการมีอยู่ของสารภายในตัวอย่าง
นอกจากนี้อาจใช้หลอดคาโธดแบบกลวงเพื่อปรับแต่งในช่วงความยาวคลื่นแสงเฉพาะ เมื่อระบบที่ใช้แสงได้รับการออกแบบภายในพารามิเตอร์บางอย่างการใช้พลังงานเริ่มต้นและการตั้งค่าความยาวคลื่นมักจะทดสอบกับหลอดไฟเหล่านี้ก่อนที่จะไปยังระบบไฟ นี่เป็นปัญหาด้านต้นทุนเป็นหลัก ระบบที่ได้รับการออกแบบมักจะมีความซับซ้อนและมีราคาแพงดังนั้นจึงมีการทดสอบพารามิเตอร์กับหลอดที่ราคาไม่แพง
ในกรณีนี้หลอดแคโทดแบบกลวงถูกตั้งค่าให้ใช้วัสดุเดียวกับที่ใช้ในระบบที่ใช้แสง เมื่อพลังงานไหลผ่านหลอดไฟความยาวคลื่นของแสงจะถูกตรวจสอบ เมื่อพลังงานป้อนเข้าสู่ระบบขึ้นและลงความยาวคลื่นก็เปลี่ยนไป โดยใช้วิธีนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดความต้องการพลังงานและวัสดุที่จำเป็นสำหรับระบบที่มีขนาดใหญ่กว่าก่อนที่จะสร้างขึ้นจริง
