İçi boş bir katod lambası, öncelikle bilimsel amaçlar için kullanılan bir ışık kaynağıdır. Bu lambalar laboratuvar ayarlarının dışında gerçekten yok, yani çoğu insan hiç görmemiş olacak. Çoğu zaman, içi boş bir katod lambası, belirli ışık frekanslarında ayarlama yöntemi olarak kullanılır. Bu frekanslar, malzemelerin bileşimini incelemek ve lazerler gibi ışığa dayalı sistemlerde ayarlamak için kullanılır. Yapımında kullanılan malzemelere, bunlara pompalanan gazlara ve dış etkilere bağlı olarak, içi boş bir katod lambası spektrumun hemen hemen her renginde parlayabilir.
İçi boş bir katod lambasının tasarımı, standart ışıktan çok farklıdır. Bu lambaların çoğu dört ana bölümden oluşmaktadır. Bir anot ve bir katot sırasıyla iktidara gelir ve salıverir. Tampon gaz denilen bir maddeyle dolu büyük bir cam tüpe bağlanırlar. Bu gaz, herhangi bir inert gaz, genellikle neon, helyum veya argon gibi soylu bir gaz olabilir.
Lambaya anottan güç girdiğinde, gazdan katoda doğru hareket eder. Bu, tampon gazı uyarmaya başlar ve plazmaya dönüşür. Plazma katodu bombalar ve su sıçraması denilen bir işlemi başlatır. Yüksek enerjili parçacıklar, katı bir cisimden atomları vurdukları zamandır. Bu püskürtülmüş atomlar ve plazma daha fazla zıplayarak enerji kazanıyor.
Enerji dağılmaya başladığında, malzemeler foton yaymaya başlar. Bu fotonlar lambanın ürettiği ışıktır. Farklı malzemeler, görünür ışığın farklı dalga boylarını verir. Fotonların spektrumu, gazların ve püskürtülmüş malzemelerin tam bileşimini belirlemek için analiz edilebilir. Bu işlem bilinmeyen bir materyalin kompozisyonunu analiz etmek veya bir numunenin içindeki bir maddenin varlığını doğrulamak için kullanılabilir.
Ek olarak, belirli bir ışık dalga boyunu ayarlamak için içi boş bir katod lambası kullanılabilir. Bir ışık tabanlı sistem belirli parametreler içerisinde tasarlandığında, ilk güç kullanımı ve dalga boyu ayarları genellikle ışık sistemine geçmeden önce bu lambalardan birinde test edilir. Bu öncelikle bir maliyet sorunudur; Tasarlanan sistemler genellikle çok karmaşık ve pahalıdır, bu yüzden parametreler daha ucuz lambalar üzerinde test edilir.
Bu durumda, içi boş katod lambası, ışık bazlı sistemde kullanılan malzemeleri kullanmak üzere ayarlanır. Güç lambadan akarken ışığın dalga boyu incelenir. Sisteme beslenen güç arttıkça ve aşağı indikçe, dalga boyu değişir. Bu yöntemi kullanarak, bilim adamları daha büyük sistemler için ihtiyaç duydukları güç gereksinimlerini ve malzemelerini gerçekten inşa etmeden önce belirleyebilirler.
