各種元素空心陰極燈是一種特殊形式的低壓氣體放電光源，放電集中于陰極空腔內(nèi)。當(dāng)在兩極之間施加200V-500V電壓時(shí) ，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(shí)，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(shí)，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。