結構及材料
陰極
大多數為純金屬或合金，對于一些貴金屬，則將其制成薄片襯在支持電極上。陰極在中間為空桶形狀，空心陰極燈因此得名。
陽(yáng)極
為一焊有鉭片或鈦絲的鎢棒，因為鉭片或鈦絲具有吸氣作用，在高溫下可以吸收少量有害氣體（如H2）。
屏蔽層
為防止陰陽(yáng)極的擊穿，在陰陽(yáng)極間設有屏蔽層。

發(fā)光原理
    空心陰極燈（hollow cathode lamp,HCL）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。當在兩極之間施加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(yáng)極的途中，與載氣原子碰撞并使之電離，放出二次電子，使電子與正離子數目增加，以維持放電。正離子從電場(chǎng)獲得動(dòng)能。如果正離子的動(dòng)能足以克服金屬陰極表面的晶格能，當其撞擊在陰極表面時(shí)，就可以將原子從晶格中濺射出來(lái)。除濺射作用之外，陰極受熱也要導致陰極表面元素的熱蒸發(fā)。濺射與蒸發(fā)出來(lái)的原子進(jìn)入空腔內，再與電子、原子、離子等發(fā)生第二類(lèi)碰撞而受到激發(fā)，發(fā)射出相應元素的特征的共振輻射。與此同時(shí)，HCL所發(fā)射的譜線(xiàn)中還包含了內充氣、陰極材料和雜質(zhì)元素等譜線(xiàn)。

    因為燈內填充氣體壓力低，壓力變寬很??；陰極溫度較低，熱變寬也很??；同時(shí)，因為氣體密度低，自吸變寬也不存在。HCL基本滿(mǎn)足發(fā)射譜線(xiàn)的半寬度窄、譜線(xiàn)強度大且穩定、譜線(xiàn)背景小、操作方便和經(jīng)久耐用等銳線(xiàn)光源的基本要求。并且，當采用較大的燈電流時(shí)，HCL所發(fā)射譜線(xiàn)半寬度變寬和譜線(xiàn)強度增高，此時(shí)檢測器的負高壓降低，吸光度讀數穩定。