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。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。
因為光電管的靈敏度是隨著(zhù)溫度的改變而改變的，當溫度升高時(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(guò)高。其次，因為光電管的疲乏現象，光電管在較小光通量照射下，有較大靈敏度，當有較大光通量照射下，或是長(cháng)時(shí)間曝光，光電管的靈敏度將顯著(zhù)下降，所以要注意避免強光或長(cháng)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)。燈內充有的惰性氣體，在常溫下總有少數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(yáng)極和陰極加速運動(dòng)，運動(dòng)過(guò)程中與其他原子碰撞，導致原子電離，放出二次電子，使電子、正離子增加，放電現象得到維持，而且，保持放電的工作電壓比起輝電壓低。陰極內表面在被轟擊的過(guò)程中，因受熱使原子熱蒸發(fā)逸出，對低熔點(diǎn)易揮發(fā)更加明顯。
同時(shí)，具有較大加速運動(dòng)的正離子群，轟擊陰極內表明，使其原子被濺射出來(lái)。被濺射和熱蒸發(fā)出來(lái)的陰極內表面的原子進(jìn)入空心陰極空問(wèn)內，與放電過(guò)程中被加速運動(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)。當它回到基態(tài)時(shí)，以輻射特征波長(cháng)的形式，將得到的能量釋放出來(lái)。發(fā)生高能級非彈性碰撞時(shí)，發(fā)射火花線(xiàn)或離子線(xiàn)；發(fā)生低能級非彈性碰撞時(shí)，發(fā)射原子線(xiàn)?？招年帢O內相應原子密度越大，碰撞次數越多，產(chǎn)生的特征輻射強度越大。當濺射和熱蒸發(fā)出的原子擴散后，逸出陰極的數目與相應原子返回陰極內，表面沉積在燈殼壁或其他部位的原子數之間達到平衡時(shí)，空心陰極內相應原子密度和放電保持穩定。
