Katot ışınları, bir vakum tüpündeki elektrotlara yüksek voltajın uygulanmasını içeren bir işlem yoluyla üretilir. Spesifik olarak, bir katot ışın tüpü (CRT), ısıtılmış bir katottan elektronların emisyonu ile katot ışınlarının üretimine başlar. Katot ısıtıldığında termiyonik emisyon nedeniyle elektronları serbest bırakır. Bu elektronlar daha sonra katot ile anot arasına yüksek bir voltaj uygulandığında vakum tüpü içindeki bir anoda (veya pozitif yüklü elektroda) doğru hızlandırılır.
Katot ışını yapmak için genellikle bir katot ışın tüpü (CRT) kullanılır. CRT’nin içinde elektronların gaz molekülleriyle çarpışmasını önlemek için bir vakum yaratılır. Genellikle elektron yaymak için ısıtılan bir katot, bu elektronların kaynağı olarak hizmet eder. Katot ile anot arasına yüksek voltaj uygulandığında elektronlar anoda doğru hızlanır. Katot ışınları olarak bilinen sonuçta ortaya çıkan elektron ışını, harici elektrik veya manyetik alanlardan etkilenmediği sürece katottan anoda doğru düz bir çizgide hareket eder.
Katot ışın tüpleri (CRT’ler), iyi tanımlanmış bir elektron ışınının üretimini sağlamak için bir dizi hassas adımla üretilir. İşlem, bir katot ve anot içeren elektrotları içeren bir cam vakum tüpünün montajıyla başlar. Tipik olarak ısıtıldığında elektron yayan bir malzeme ile kaplanan katot (termiyonik emisyon), elektronları serbest bırakmak için ısıtılır. Bu elektronlar, elektrotlara yüksek voltaj uygulanarak anoda doğru hızlandırılır. CRT’nin içindeki vakum, elektronların gaz molekülleriyle çarpışmadan serbestçe hareket etmesini sağlayarak odaklanmış bir elektron ışınının veya katot ışınlarının oluşmasına olanak tanır.
Katotlar, termiyonik emisyon adı verilen bir olay yoluyla elektron üretir. Tungsten veya diğer metaller gibi bir malzeme yeterince yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında elektronlar, malzemenin yüzeyinden kaçmaya yetecek kadar termal enerji kazanır. Katottan elektronların bu emisyonu, katot ışın tüpleri (CRT’ler) ve diğer elektron yayan cihazlarda olduğu gibi, katot bir vakum içinde ısıtıldığında doğal olarak meydana gelir.
Katot Işını Osiloskopunda (CRO), katot ışınları CRT’lere benzer şekilde üretilir. CRO’nun katodu ısıtıldığında elektronlar yayar ve bu elektronlar yüksek voltajla floresan ekrana doğru hızlandırılır. Voltajı değiştirerek ışının konumu kontrol edilebilir ve ekranda desenler oluşturulmasına olanak sağlanır.