阴极射线自19世纪中叶诞生以来，该技术一直备受关注。在19世纪80年代开始用于观察宝石；20世纪开始进入考古学和矿物学等研究；1965年利用阴极发光原理制成的仪器和偏光镜结合，从此较广泛的应用于地球各个学科的科学研究；随着近些年的不断发展，阴极发光仪又广泛应用于材料的研究与检测、珠宝的鉴别、考古学、法医学等方面。

阴极发光应用领域：

一．岩石学

（1）沉积岩研究

阴极发光技术结合电子探针等等微区化学成分析，研究矿物中微量元素的变化，揭示岩石的地球化学特征和恢复古沉积环境。

（2）变质岩研究

识别细粒-微粒矿物和矿物环带结构。 区分偏光显微镜下难以分辨的矿物，如：蓝晶石和黄玉、钾长石和斜长石、长石和和石英等。判断编制等级或变质相系，即用阴极发光技术判断岩石的变质程度。

（3）花岗岩类岩石研究进展

阴极发光使花岗岩类岩石，尤其是古老变质的花岗岩片麻岩达到精度定名。不同变质相的花岗岩具有特征的阴极发光，如：高压变质的花岗岩富含鲜红色发光的钠长石，钠质交代为主；麻粒岩相变质的花岗岩含有条纹和反条纹长石，钾质交代为主。 清楚显示矿物环带和交代结构。

（4）金矿床研究

阴极发光显示金矿石（岩石）内部结构，判断金矿类型和金的附存状态。 区分白云石和方解石等碳酸盐岩类矿物，含金铁白云石具有特殊的阴极发光。 清楚分出长石和石英，识别各种长石种类，如钾长石和斜长石，钠长石和中长石等等。 含金石英和不含金石英具有不同的阴极发光颜色，其成为寻找金矿的新标志。 发现微细粒矿物，如磷灰石和和锆石。 微细粒黄金粒出现亮黄色的阴极发光，有助于寻找微细粒金的矿床。

二．珠宝鉴别

三．材料学

四．人体医学

仪器构成与技术参数

（1）仪器构成

由真空样品装置平台、电子控制装置、双级真空泵组成。

真空样品平台可方便快捷的安装在显微镜载物台上，由可更换式盖板、电子枪、真空腔、及可移动样品载物架构成。

电子控制装置根据操作人员设定的束流和高压值，在极短的时间内自动形成稳定的电子束产生阴极发光。

双级真空泵对真空腔进行抽真空，使真空腔内压力达到一定负压，由电子控制装置进行PID控制。

（2）工作原理

冷阴极和真空腔作为零电势阳极之间建立一个稳定的放电过程，两个电极之间的气体在抽真空的条件下产生低压强电离环境。阴极加上高压(5kV-30kV)以后，从阴极发射的负电粒子使一些气体分子产生电离，所产生的正离子向阴极加速，正离子与阴极碰撞又产生更多的负电粒子，从而产生级联过程，使稳定放电得以形成，提供连续的经过加速的高能粒子束。电子枪产生的电子束流大小与电极之间的距离、高压和真空度密切相关。所以衡量阴极发光仪性能的前提是真空腔的气密性，真空抽不上其他的步骤均无法进行。

（3）仪器特点

1.电子枪：

电子枪阴极为冷阴极，由低功函数合金金属材料制成，发射电流密度高，寿命更长。真空腔本身作为零电势阳极，没有阳压，使用非常安全，也无需更换阳极。电子束无需偏转、聚焦可直接照射在样品上，距离近，发光效率高，仅用很低束流和高压即可产生可观察的阴极光，而经过聚焦后的电子束很大，很容易将样品打黄甚至发糊发焦，可充分保护样品。

2.真空样品室：

真空样品室（真空腔）内两台步进电机分别驱动样品架沿X，Y轴方向移动，通过前面板按键可以控制样品移动方向以及移动速度。

样品抽屉、观察窗等部件使用规范的密封件设计，凹槽内嵌O型橡胶圈，对平整硬平面密封良好，无需真空脂，真空度在很短时间内即可到达合适范围，样品架一次可同时放置三片标准薄片。

3.束流、高压、真空控制：

手动/自动两种模式可选择。

真空泵与控制器联机，不需要分别操作。

独立的高压KV开关，在保持真空度的情况下直接开关高压，并设有高压保护功能。

仪器设计简单、具备自检信息功能。