중공음극램프(Hollow Cathode Lamp, HCL)는 원자흡수분광분석법(Atomic Absorption Spectrophotometry, AAS)에서 광원으로 사용되는 특수한 방전 램프이다. 영문 명칭을 직역하여 '할로우 캐소드 램프'라고도 부른다.
구조와 원리
중공음극램프는 양극(anode)과 중공 원통형의 음극(cathode)을 저압의 불활성 기체(네온 또는 아르곤)와 함께 유리관 내부에 봉입한 구조로 되어 있다. 음극은 분석하고자 하는 원소의 단일 금속, 또는 해당 원소를 포함하는 합금이나 소결합금으로 제작된다. 양극과 음극 사이에 일정한 전압을 인가하면 내부의 불활성 기체 원자 일부가 이온화되어 음극 쪽으로 가속되고, 이 이온들이 음극 표면의 금속 원자와 충돌하여 금속 원자의 전자를 들뜬 상태로 만든다. 이후 들뜬 상태의 전자가 바닥 상태로 되돌아가면서 음극 금속의 종류에 따라 고유한 파장의 빛을 방출하게 된다.
용도
중공음극램프는 원자흡수분광분석법에서 측정 대상 원소에 특화된 좁은 선폭의 휘선 스펙트럼을 제공하는 광원으로 사용된다. 분석하고자 하는 원소와 동일한 금속으로 제작된 음극을 사용함으로써 해당 원소의 고유한 파장을 방출하므로, 시료 중 특정 금속 원소의 농도를 정밀하게 측정할 수 있다. 또한 레이저와 같은 광원용의 스펙트럼 선 광원 주파수 튜너로도 활용된다.
특징
중공음극램프는 원자흡광광도계의 광원부에서 가장 적합한 장치로 평가된다. 측정 원소에 따라 각각 다른 종류의 램프가 필요하며, 점등 방식에는 직류 점등 방식과 교류 점등 방식이 있다. 교류 점등 방식의 경우 광원의 빛 자체가 변조되어 별도의 빛 단속기(chopper)가 필요하지 않다는 장점이 있다.
