陰極射線自19世紀(jì)中葉誕生以來，該技術(shù)一直備受關(guān)注。在19世紀(jì)80年代開始用于觀察寶石；20世紀(jì)開始進(jìn)入考古學(xué)和礦物學(xué)等研究；1965年利用陰極發(fā)光原理制成的儀器和偏光鏡結(jié)合，從此較廣泛的應(yīng)用于地球各個學(xué)科的科學(xué)研究；隨著近些年的不斷發(fā)展，陰極發(fā)光儀又廣泛應(yīng)用于材料的研究與檢測、珠寶的鑒別、考古學(xué)、法醫(yī)學(xué)等方面。

陰極發(fā)光應(yīng)用領(lǐng)域：

一．巖石學(xué)

（1）沉積巖研究

陰極發(fā)光技術(shù)結(jié)合電子探針等等微區(qū)化學(xué)成分析，研究礦物中微量元素的變化，揭示巖石的地球化學(xué)特征和恢復(fù)古沉積環(huán)境。

（2）變質(zhì)巖研究

識別細(xì)粒-微粒礦物和礦物環(huán)帶結(jié)構(gòu)。 區(qū)分偏光顯微鏡下難以分辨的礦物，如：藍(lán)晶石和黃玉、鉀長石和斜長石、長石和和石英等。判斷編制等級或變質(zhì)相系，即用陰極發(fā)光技術(shù)判斷巖石的變質(zhì)程度。

（3）花崗巖類巖石研究進(jìn)展

陰極發(fā)光使花崗巖類巖石，尤其是古老變質(zhì)的花崗巖片麻巖達(dá)到精度定名。不同變質(zhì)相的花崗巖具有特征的陰極發(fā)光，如：高壓變質(zhì)的花崗巖富含鮮紅色發(fā)光的鈉長石，鈉質(zhì)交代為主；麻粒巖相變質(zhì)的花崗巖含有條紋和反條紋長石，鉀質(zhì)交代為主。 清楚顯示礦物環(huán)帶和交代結(jié)構(gòu)。

（4）金礦床研究

陰極發(fā)光顯示金礦石（巖石）內(nèi)部結(jié)構(gòu)，判斷金礦類型和金的附存狀態(tài)。 區(qū)分白云石和方解石等碳酸鹽巖類礦物，含金鐵白云石具有特殊的陰極發(fā)光。 清楚分出長石和石英，識別各種長石種類，如鉀長石和斜長石，鈉長石和中長石等等。 含金石英和不含金石英具有不同的陰極發(fā)光顏色，其成為尋找金礦的新標(biāo)志。 發(fā)現(xiàn)微細(xì)粒礦物，如磷灰石和和鋯石。 微細(xì)粒黃金粒出現(xiàn)亮黃色的陰極發(fā)光，有助于尋找微細(xì)粒金的礦床。

二．珠寶鑒別

三．材料學(xué)

四．人體醫(yī)學(xué)

儀器構(gòu)成與技術(shù)參數(shù)

（1）儀器構(gòu)成

由真空樣品裝置平臺、電子控制裝置、雙級真空泵組成。

真空樣品平臺可方便快捷的安裝在顯微鏡載物臺上，由可更換式蓋板、電子槍、真空腔、及可移動樣品載物架構(gòu)成。

電子控制裝置根據(jù)操作人員設(shè)定的束流和高壓值，在極短的時間內(nèi)自動形成穩(wěn)定的電子束產(chǎn)生陰極發(fā)光。

雙級真空泵對真空腔進(jìn)行抽真空，使真空腔內(nèi)壓力達(dá)到一定負(fù)壓，由電子控制裝置進(jìn)行PID控制。

（2）工作原理

冷陰極和真空腔作為零電勢陽極之間建立一個穩(wěn)定的放電過程，兩個電極之間的氣體在抽真空的條件下產(chǎn)生低壓強(qiáng)電離環(huán)境。陰極加上高壓(5kV-30kV)以后，從陰極發(fā)射的負(fù)電粒子使一些氣體分子產(chǎn)生電離，所產(chǎn)生的正離子向陰極加速，正離子與陰極碰撞又產(chǎn)生更多的負(fù)電粒子，從而產(chǎn)生級聯(lián)過程，使穩(wěn)定放電得以形成，提供連續(xù)的經(jīng)過加速的高能粒子束。電子槍產(chǎn)生的電子束流大小與電極之間的距離、高壓和真空度密切相關(guān)。所以衡量陰極發(fā)光儀性能的前提是真空腔的氣密性，真空抽不上其他的步驟均無法進(jìn)行。

（3）儀器特點(diǎn)

1.電子槍：

電子槍陰極為冷陰極，由低功函數(shù)合金金屬材料制成，發(fā)射電流密度高，壽命更長。真空腔本身作為零電勢陽極，沒有陽壓，使用非常安全，也無需更換陽極。電子束無需偏轉(zhuǎn)、聚焦可直接照射在樣品上，距離近，發(fā)光效率高，僅用很低束流和高壓即可產(chǎn)生可觀察的陰極光，而經(jīng)過聚焦后的電子束很大，很容易將樣品打黃甚至發(fā)糊發(fā)焦，可充分保護(hù)樣品。

2.真空樣品室：

真空樣品室（真空腔）內(nèi)兩臺步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動樣品架沿X，Y軸方向移動，通過前面板按鍵可以控制樣品移動方向以及移動速度。

樣品抽屜、觀察窗等部件使用規(guī)范的密封件設(shè)計，凹槽內(nèi)嵌O型橡膠圈，對平整硬平面密封良好，無需真空脂，真空度在很短時間內(nèi)即可到達(dá)合適范圍，樣品架一次可同時放置三片標(biāo)準(zhǔn)薄片。

3.束流、高壓、真空控制：

手動/自動兩種模式可選擇。

真空泵與控制器聯(lián)機(jī)，不需要分別操作。

獨(dú)立的高壓KV開關(guān)，在保持真空度的情況下直接開關(guān)高壓，并設(shè)有高壓保護(hù)功能。

儀器設(shè)計簡單、具備自檢信息功能。