中空陰極ランプ

中空陰極ランプ（HCL）は、物理学や化学においてスペクトル線光源（例えば原子吸光分光計用）やレーザーなどの光源の周波数チューナーとして使用される冷陰極ランプの一種です。HCLは中空陰極効果を利用しており、中空陰極を持たない冷陰極ランプよりも低い電圧でより多くの電流を流すことができます。^{[ 1 ]}

HCLは通常、陰極、陽極、および緩衝ガス（通常は希ガス）を含むガラス管で構成されています。陽極と陰極の間に大きな電圧をかけると、緩衝ガスがイオン化してプラズマが生成されます。緩衝ガスのイオンは陰極に向かって加速され、陰極から原子がスパッタリングされます。緩衝ガスとスパッタリングされた陰極原子は、プラズマ中の他の原子/粒子との衝突によって励起されます。これらの励起された原子がより低い状態に崩壊すると、光子を放出します。これらの光子はサンプル中の原子を励起し、原子は独自の光子を放出し、データ生成に使用されます。^{[ 2 ]}

HCLは、光電離効果（直接または間接光電離の結果生じる）を利用することで、光源を特定の原子遷移に同調させるためにも使用できます。光源をHCLに照射することで、光源が適切な原子遷移に対応する周波数を含んでいる限り、ランプ内部の原子から電子を励起または放出（直接光電離）させることができます。間接光電離は、励起された原子と電子の衝突によって原子電子が放出されるときに発生します。

1. ${\displaystyle A+h\nu \rightarrow A^{*}}$
2. ${\displaystyle A^{*}+e^{-}\rightarrow A^{+}+2e^{-}}$

${\displaystyle A}$= 原子、${\displaystyle h\nu }$= 光子、${\displaystyle A^{*}}$＝励起状態の原子、${\displaystyle e^{-}}$= 電子

新たに生成されたイオンは、陰極／陽極間の電流を増加させ、その結果として電圧が変化する。この変化を測定することができる。

光源を特定の遷移周波数に同調させるには、光源の同調パラメータ（多くの場合、駆動電流）を変化させます。電圧信号と光源同調パラメータの関係を示すデータプロット上で共振点を探すことで、光源を目的の周波数に同調させることができます。この作業は、ロックイン回路を用いることで容易になります。

電源電流範囲は0～25mAで、600Vの点火電圧に続いて300Vの持続電源が供給されます。

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