空心阴极灯元素灯是一种特殊形式的低压辉光放电锐线光源，它在分析化学、物理学、地质学等多个领域具有广泛的应用。其工作原理基于高场电压下的辉光放电。它主要由一个阳极（通常为合金钨棒）和一个空心圆筒形阴极（由被测元素的金属或合金化合物构成）组成，两者密封在带有光学窗口的玻璃管内，并内充低压（几百帕）的惰性气体（如氖气或氩气）。当在两极之间施加200V-500V的电压时，便产生辉光放电。在电场作用下，电子从阴极发出并加速向阳极运动，途中与载气原子碰撞并使之电离，产生的正离子再轰击阴极表面，将被测元素原子从晶格中溅射出来。这些溅射出来的原子在空腔内与其他粒子碰撞而被激发，最终发射出相应元素的特征共振辐射。
1、阴极
材质：通常由被测元素的金属或合金制成，呈空心圆筒状。比如检测铁元素时，阴极材料就是铁；检测铜元素时，阴极材料为铜。
作用：在电场作用下，电子与载气原子碰撞并使之电离，放出二次电子，使电子与正离子数目增加，以维持放电。正离子从电场获得动能，当其撞击在阴极表面时，可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外，阴极受热也会使阴极表面元素发生热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内，再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发，发射出相应元素的特征共振辐射。
2、阳极
材质：一般由金属制成。
作用：作为阴极的对应电极，主要作用是收集从阴极发射出的电子，并引导电流流向气体填充区域。
3、填充气体
种类：常见的填充气体有氩气、氖气、氙气等惰性气体。
作用：是产生放电和激发的必要条件。当在两极之间施加一定电压时，电子与填充气体的原子碰撞，使其电离，形成等离子体，从而产生辉光放电。同时，填充气体的种类和压力会影响灯的发光特性，不同种类的填充气体会产生不同的光谱。
4、光学窗口
材质：通常由石英或特制的玻璃材质制成。
作用：为灯的发光提供一个密封的环境，保护灯内部结构不受外界环境的影响，同时也便于观察和测量灯发出的光线。
