Ontto katodilamppu on valonlähde, jota käytetään pääasiassa tieteellisiin tarkoituksiin. Näitä lamppuja ei oikeastaan ole olemassa laboratorioasetusten ulkopuolella, joten useimmat ihmiset eivät ole koskaan nähneet sitä. Suurimman osan ajasta onttoa katodivalaisinta käytetään viritysmenetelmänä tietyille valotaajuuksille. Näitä taajuuksia käytetään materiaalien koostumuksen tutkimiseen ja valopohjaisten järjestelmien, kuten laserien, virittämiseen. Rakenteessa käytetyistä materiaaleista, niihin pumpatuista kaasuista ja ulkoisista vaikutuksista riippuen ontto katodivalaisin voi loistaa lähes kaikilla spektrin väreillä.
Ontto katodivalaisin on hyvin erilainen kuin tavallinen valo. Suurin osa näistä lampuista koostuu neljästä pääosasta. Anodi ja katodi ottavat virran ja vapauttavat sen. Ne on liitetty suureen lasiputkeen, joka on täytetty puskurikaasua kutsuvalla aineella. Tämä kaasu voi olla mitä tahansa inerttiä kaasua, yleensä jalokaasua, kuten neon, helium tai argon.
Kun virta tulee lamppuun anodin kautta, se siirtyy kaasun läpi katodille. Tämä alkaa herättää puskurikaasua ja muuttuu plasmaksi. Plasma pommittaa katodia ja saa aikaan sputteroinnin. Tämä on silloin, kun suuren energian hiukkaset lyövät atomit irti kiinteästä esineestä. Nämä sputteroituneet atomit ja plasma pomppivat yhä enemmän ympäri ja saavat energiaa.
Kun energia alkaa hajota, materiaalit alkavat päästää fotoneja. Nämä fotonit ovat lampun tuottamaa valoa. Eri materiaalit antavat näkyvän valon eri aallonpituuksille. Fotonien spektri voidaan analysoida kaasujen ja sputteroitujen materiaalien tarkan koostumuksen määrittämiseksi. Tätä prosessia voidaan käyttää analysoimaan tuntemattoman materiaalin koostumusta tai todistamaan, onko näytteessä ainetta.
Lisäksi onttoa katodilamppua voidaan käyttää virittämään tietyt valon aallonpituudet. Kun valopohjainen järjestelmä on suunniteltu tiettyjen parametrien puitteissa, tehonkulutus ja aallonpituusasetukset testataan usein jollakin näistä lampuista ennen kuin se menee valojärjestelmään. Tämä on ensisijaisesti kustannuskysymys; suunnitellut järjestelmät ovat usein hyvin monimutkaisia ja kalliita, joten parametrit testataan halvemmilla lampuilla.
Tässä tapauksessa ontto katodivalaisin on asennettu käyttämään samoja materiaaleja kuin valopohjaisessa järjestelmässä. Kun teho virtaa lampun läpi, valon aallonpituus tutkitaan. Kun järjestelmään syötetty teho nousee ja laskee, aallonpituus muuttuu. Käyttämällä tätä menetelmää tiedemiehet voivat määrittää tarkat tehovaatimukset ja tarvittavat materiaalit suuremmalle järjestelmälle ennen kuin ne todella rakentavat sen.