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(chǎng)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。

　　因?yàn)楣怆姽艿撵`敏度是隨著溫度的改變而改變的，當(dāng)溫度升高時(shí)，光電管的靈敏度將降低，所以要注意溫度影響，避免溫度過高。其次，因?yàn)楣怆姽艿钠７ΜF(xiàn)象，光電管在較小光通量照射下，有較大靈敏度，當(dāng)有較大光通量照射下，或是長時(shí)間曝光，光電管的靈敏度將顯著下降，所以要注意避免強(qiáng)光或長時(shí)間的曝光。

　　在空心陰極燈的兩電極施加一定的電壓，形成電場(chǎng)。燈內(nèi)充有的惰性氣體，在常溫下總有少數(shù)原子電離為自由電子和正離子，在電場(chǎng)的作用下，它們分別向陽極和陰極加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中與其他原子碰撞，導(dǎo)致原子電離，放出二次電子，使電子、正離子增加，放電現(xiàn)象得到維持，而且，保持放電的工作電壓比起輝電壓低。陰極內(nèi)表面在被轟擊的過程中，因受熱使原子熱蒸發(fā)逸出，對(duì)低熔點(diǎn)易揮發(fā)更加明顯。

　　同時(shí)，具有較大加速運(yùn)動(dòng)的正離子群，轟擊陰極內(nèi)表明，使其原子被濺射出來。被濺射和熱蒸發(fā)出來的陰極內(nèi)表面的原子進(jìn)入空心陰極空問內(nèi)，與放電過程中被加速運(yùn)動(dòng)的正離子、二次電子以及氣體原子之間發(fā)生非彈性碰撞，從而獲得能量被激發(fā)到高能態(tài)。當(dāng)它回到基態(tài)時(shí)，以輻射特征波長的形式，將得到的能量釋放出來。發(fā)生高能級(jí)非彈性碰撞時(shí)，發(fā)射火花線或離子線；發(fā)生低能級(jí)非彈性碰撞時(shí)，發(fā)射原子線。空心陰極內(nèi)相應(yīng)原子密度越大，碰撞次數(shù)越多，產(chǎn)生的特征輻射強(qiáng)度越大。當(dāng)濺射和熱蒸發(fā)出的原子擴(kuò)散后，逸出陰極的數(shù)目與相應(yīng)原子返回陰極內(nèi)，表面沉積在燈殼壁或其他部位的原子數(shù)之間達(dá)到平衡時(shí)，空心陰極內(nèi)相應(yīng)原子密度和放電保持穩(wěn)定。