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原子吸收分析用的空心陰極燈，其性能與燈的結構設計充入氣體的種類和最佳壓強的選擇、各部件的加工及陰極的形狀、制燈工藝條件以及燈的正確使用等因素有密切關系。空心陰極燈的陰極形狀設計和充入的氣體是兩個至關重要的因素。
（1）特征輻射譜線的寬度
特征輻射譜線的寬度是空心陰極燈的重要特性之一。在不存在自吸的情況下，譜線寬度主要由多普勒寬度決定。在通常的工作電流下，陰極的溫度為幾。如鐵空心陰極燈在20～90mA下工作，陰極壁的溫度為300～800K；鈣空心陰極燈在5～15mA下工作，陰極壁的溫度為350～450K。提高空心陰極燈的工作電流，正離子轟擊作用增強，使陰極溫度上升，多普勒效應增強，譜線變寬。當燈電流增加時，濺射和熱蒸發作用加強，導致空心陰極內原子濃度增加，譜線產生自吸，嚴重時出現自蝕，導致譜線變寬，中心波長位移，造成吸光度值明顯下降。在低電流工作狀態，譜線發生多普勒變寬和壓力變寬的寬度僅為10-3m數量級，能獲得良好的分析靈敏度。
（2）空心陰極燈的工作電流
空心陰極燈的工作電流是影響其特征輻射度穩定性、使用壽命、分析靈敏度和檢出限的一個重要參數。一般來說，燈電流大則輻射強度大，但不利于延長燈的使用壽命。若燈電流過大，于譜線多普勒變寬壓力變寬、自吸效應、中心波長位移等致使分析靈敏度下降、工作曲線線性范圍變窄。燈電流過小特征輻射強度弱、光能量不足、儀器信噪比變壞、穩定性變差。
空心陰極燈常采用脈沖供電方式，以改善放電特性，同時便于使有用的原子吸收信號與原子化池的直流發射信號區分開來，這種方法稱為光源調制。
正確的方法是在能獲得足夠強的特征輻射信號的前提下，用盡可能低的工作電流。對大多數空心陰極燈，一般都是工作電流越小，分析靈敏度越高。在使用時最好在所用的儀器上，于選定的光譜通帶寬度下，用某一適宜濃度標準溶液測量吸光度值與燈電流的關系，據此選定最佳工作電流。
（3）燈特征輻射強度的穩定性
空心陰極燈點亮后需經過一段時間預熱，燈的特征輻射強度才能達到基本穩定。在預熱過程中燈的特征輻射強度有的是逐漸上升而趨于穩定，有的開始上升，后又緩慢下降最后達到穩定。根據不同元素以及燈的結構設計，預熱時間一般在5～20min或更長時間。在達到基本穩定后，輻射強度隨時間變化產生的漂移是由空心陰極內被濺射和熱蒸發出來的相應元素原子密度隨時間變化引起的。漂移愈小，燈的穩定性愈好。這種穩定性與元素的種類、陰極孔內徑和深度、陰極材料的選擇、燈電流的大小等燈的內在因素有關。外在因素如燈電源、儀器的放大、電路和檢測系統的穩定性對其都有影響。
一般而言，低熔點易揮發性元素燈，燈電流小，預熱達到穩定后其特征輻射會發生小的漂移。高熔點元素燈比低熔點元素燈的穩定性好。燈的特征輻射強度的波動稱為空心陰極燈的發射噪聲，其大小一般小于0.1％。
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