Podstawową funkcją każdej latarni morskiej jest emisja światła o ściśle określonej charakterystyce, w czasie od zachodu do wschodu słońca. Zależnie od warunków lokalnych, przepisy administracji morskich ustalają ponadto -z jakim wyprzedzeniem w stosunku do zachodu światło ma być zapalane oraz z jakim opóźnieniem w odniesieniu do wschodu słońca wyłączane. Ponadto światło jest emitowane również w porze dziennej, w sytuacji pogorszenia się widoczności na morzu i w strefie przybrzeżnej.
Pierwotnie źródłami światła były ogniska powstające w wyniku spalania drewna, węgla drzewnego oraz gorejące pochodnie. .Początkowo ogniska nie były zabezpieczane przed zjawiskami atmosferycznymi, później zaczęto je osłaniać przed wiatrem i opadami. W czasie silnych wiatrów, iskry z ogniska bywały niekiedy przyczyną pożarów. Dużą niedogodnością była konieczność ciągłego dostarczania dużej ilości opału (zazwyczaj na znaczną wysokość) oraz potrzeba umiejętnego podtrzymywanie ognia, tak aby dym nie przysłaniał światła. Podnoszenie paliwa z poziomu terenu do paleniska umieszczonego na wieży, wykonywano zazwyczaj za pomocą ręcznych wciągarek -będących systemem lin (lub łańcuchów), bloków i dźwigni. Pozostałości tych prostych, ale niezawodnych w działaniu urządzeń znajdują się niekiedy na zabytkowych latarniach morskich.
Pierwszą latarnią morską, w której w 1561 r. zastosowano jako paliwo węgiel była latarnia Kullens znajdująca się wówczas w Królestwie Danii. Do XVIII. w. uważano, że umiejętnie obsługiwane otwarte palenisko węglowe jest dobrze widoczne nawet z odległości 10-12 km (5,4-6,5 M) -pod warunkiem odbijania światła przez chmury Czyniono również udane próby otaczania palenisk szkłem i wdmuchiwania dodatkowego powietrza. Nowatorskie rozwiązania w unowocześnionych paleniskach węglowych były autorstwa: brytyjskiego budowniczego Johna Seatona (1724-1792), szwedzkiego inżyniera Andresa Polheimera (1746-1811) oraz duńskiego komandora Poula de Löwenörna (1751-1826). Światło latarni morskich pochodzące z palenisk węglowych zdobyło duże uznanie u marynarzy i było stosowane aż do XIX w.
Począwszy od I. w. n.e. na niektórych latarniach zaczęto stosować świece i lampy oliwne. Świece woskowe były jednak drogie, świece łojowe były wprawdzie tańsze -lecz niestety intensywnie dymiły i wydzielały przykry zapach. Zastosowanie stearyny (od 1825 r.) i parafiny nie wydzielających tak intensywnie spalin, umożliwiło skonstruowanie wydajniejszych lamp. W 1830 r. prototypową lampę parafinową skonstruował Niemiec Karl von Reichenbach.
Dla uzyskania efektu wzmocnienia światła, począwszy od połowy XV wieku, zaczęto powszechnie instalować półkoliste polerowane metalowe reflektory (zwierciadła). W późniejszym okresie zaczęto konstruować reflektory o przekroju sferycznym i parabolicznym. Aby osiągnąć jeszcze większą jasność, zastosowano kandelabry grupujące pojedyncze świece i lampy. Np. brytyjska latarnia morska Eddystone I (1699) miała kandelabr złożony z 60. świec łojowych.
Lampy oliwne składały się ze zbiornika napełnionego olejem rybim lub roślinnym i z wełnianego knota. Mimo, że ich wydajność pozostawiała wiele do życzenia (były za to dosyć poręczne w użyciu), stosowano je aż do XVIII w. Prawie 10-krotne zwiększenie jasności lamp oliwnych uzyskano po zastosowaniu wynalazku szwedzkiego uczonego Emila Arganda, który w 1782 roku skonstruował osłonięty szklanym kloszem knot o przekroju pierścieniowym. Pozwoliło to na szybszy przepływ powietrza, skutkiem tego otrzymano znacznie jaśniejszy płomień, przy minimalnym dymieniu. Udoskonalony przez następców, palnik Arganda zawierający do 10 koncentrycznych knotów, stał się przez ok. 100 lat najchętniej stosowanym urządzeniem świetlnym na większości latarń morskich. Opanowanie procesu rafinacji ropy naftowej dzięki polskiemu wynalazcy Ignacemu Łukasiewiczowi, pozwoliło w XIX stuleciu na zastosowanie lamp naftowych -również w latarniach morskich. Stosowano je także m in. jako dogodne w użyciu światła pozycyjne statków.
Począwszy od XIII w. zaczęła się rozwijać w Europie produkcja szkła. Pomimo że aż do XVIII stulecia nie zdołano uzyskać jego zadawalającej przejrzystości i gładkości powierzchni -szkło okazało się przydatne m in. do osłaniania płomieni świec, lamp oliwnych i naftowych -a także w innych rozwiązaniach technicznych późniejszych urządzeń świetlnych. Ostatecznie źródła światła i wzmacniające je urządzenia optyczne, zaczęto umieszczać w zadaszonych, oszklonych i odpowiednio wentylowanych laternach – będących szczytowymi częściami wieży latarni morskich.
W miarę rozwoju optyki, zaczęto stosować różnorodne rozwiązania soczewek w celu wzmocnienia źródła światła. W 1820 r. francuski uczony Augustin Jean Fresnel skonstruował na zamówienie Paryskiej Akademii Nauk, soczewkę o bardzo wysokim współczynniku wzmocnienia. W tym rozwiązaniu soczewka centralna kieruje wiązkę światła ku płaszczyźnie widnokręgu a otaczające ją pierścienie pryzmatyczne zbierają światło rozproszone. Dzięki temu uzyskano prawie dziesięciokrotne wzmocnienie światła w porównaniu ze zwykłym reflektorem. Fresnel był również wynalazcą “soczewki bębnowej”. Obydwa rozwiązania techniczne i ich liczne późniejsze odmiany, są stosowane do dziś w optyce latarń i innych świetlnych znaków nawigacyjnych. Ostatecznie w konstrukcji elementów optycznych latarń morskich połączono reflektory i soczewki w jeden system zwany “katadioptrycznym”. Masa największych soczewek Fresnela była znaczna gdyż dochodziła do 5 ton.
Oprócz nieustannej dbałości o źródło światła, do podstawowych obowiązków latarników należało m in. staranne czyszczenie i polerowanie soczewek oraz reflektorów a także szyb osłaniających laternę. Prawdziwą “plagą” były zawsze chmary owadów ciągnące do światła w cieplejszych porach roku, odchody ptasie oraz śnieg i lód zakłócające sprawne działanie optyki w okresie zimowym.
Również w XIX w. wprowadzono płonący gaz jako źródło światła oraz zastosowano mechanizmy powodujące ściśle określone pulsowanie światła -dzięki temu poszczególne latarnie morskie stały się łatwiej rozpoznawalne.
W 1808 r. w fińskim porcie Porkkala zastosowano eksperymentalny system opalania gazem powstałym z ekstrakcji drewna, a w 10 lat później zrobiono to samo w latarni morskiej Salvatore w pobliżu Triestu. Dokonano również odkrycia innych metod umożliwiających uzyskanie gazu świetlnego. W 1871 r. berlińczyk Julius Pintsch opracował technologię otrzymywania gazu z olejów. Zaletą gazu jako paliwa, jest m in. możliwość znacznego sprężenia go w stalowych butlach, co umożliwiało zastosowanie bezobsługowych (przez dłuższy czas) źródeł światła. Eksperymentowano z pozytywnym skutkiem również z innymi rodzajami gazów. W pełni efektywne wykorzystanie gazów do celów oświetlenia stało się możliwe po zastosowaniu siatki żarowej, wykonanej z jedwabnej nitki pokrytej metalami ziem rzadkich. Wynaleziona przez Austriaka o nazwisku Carl Auer von Welsbach rozżarzona w płomieniu palnika siatka, była źródłem najsilniejszego światła -do czasu zastosowania elektryczności w latarniach morskich.
Prawdziwy przełom nastąpił jednak po odkryciu w 1892 r. acetylenu. Odkrycia dokonali niezależnie od siebie Amerykanin Leopold Wilson i Francuz Henri Moisson. Acetylen jest to związek wodoru z węglem a otrzymuje się go po dolaniu wody do karbidu. Z 1 kg karbidu można otrzymać 340 l acetylenu. Stosowano również mieszankę acetylenu z powietrzem Po rozwiązaniu problemu opanowania skłonności tego gazu do wybuchania, znalazł on szerokie zastosowanie na świetlnych znakach nawigacyjnych. Natężenie światła płonącego acetylenu dwudziestokrotnie przewyższało siłę światła gazów stosowanych dotychczas. Niewątpliwą zasługą szwedzkiego noblisty Gustafa Daléna (1869-1937) było m in. skonstruowanie w 1906
r. zaworu odcinającego oraz zastosowanie “zaworu słonecznego“. Pierwszy z wymienionych wynalazków umożliwił regulowaną emisję krótkich błysków, drugi zaoszczędzenie gazu w porze dziennej, gdy światło nie było już potrzebne. Błyskotliwa kariera Daléna jako wynalazcy została przerwana w 1912 r. ,kiedy to po wypadku z acetylenem utracił wzrok. Pomimo tego nieszczęśliwego wypadku, pracował przez następne 25 lat na stanowisku dyrektora w firmie AGA (A B Gasaccumulator), aż do chwili śmierci.
O ile zidentyfikowanie światła latarni morskiej usytuowanej na terenach niezamieszkałych nie nastręczało na ogół nawigatorom większych trudności, to w przypadku “podświetlenia tła” przez niezliczone punkty świetlne na terenach zurbanizowanych, pojawiał się problem właściwej identyfikacji świetlnych znaków nawigacyjnych. Aby temu zaradzić, zaczęto nadawać poszczególnym latarniom właściwą dla nich a opisaną w pomocach nawigacyjnych -charakterystykę światła. Jest to ściśle określona w czasie kombinacja błysków i przedzielających je okresów ciemności, według powtarzalnych sekwencji. W 1757 r. po raz pierwszy pomyślnie wypróbowano w latarni Korsö napędzane mechanizmem zegarowym, ruchome zwierciadło okrążające źródło światła. Wynalazcą tego rozwiązania był Szwed Jonas Norberg (1711-1783). W innych systemach do napędu zwierciadeł, przysłon lub reflektorów -stosowano mechanizmy ciężarowe, sprężynowe a nawet wykorzystywano energię cieplną źródeł światła. Zastosowanie tych urządzeń rozszerzyło zakres obowiązków latarników o ich odpowiednią regulację, konserwację i naprawy. W epoce powszechnego stosowania acetylenu, znalazły szerokie zastosowanie wspomniane wcześniej zawory Daléna. Osiągnięcie najbardziej niezawodnych charakterystyk świateł latarni morskich stało się realne dopiero po zastosowaniu elektryfikacji.
Pierwsze, eksperymentalne próby zastosowania elektryczności jako źródła światła miały miejsce w Anglii w latarni Holmes (1857 r.) oraz w Dungerness (1862 r.). Źródłem światła na tych latarniach był łuk węglowy. We Francji w 1884 r. na kilku małych bezobsługowych latarniach morskich. zastosowano żarówki oraz baterie akumulatorów. Pomimo swej imponującej jasności łuk węglowy okazał się kłopotliwym w użyciu źródłem światła, ponadto jego wielkość -podobnie jak żarniki francuskich żarówek nie były dostosowane do urządzeń optycznych zainstalowanych wcześniej na latarniach. Wskutek tych i innych jeszcze trudności technicznych, praktycznie do I. wojny światowej powszechnie stosowano w latarniach morskich acetylen i najefektywniejsze w działaniu ciśnieniowe palniki “PVB” (Pressurized Vapour Burners). Elektryfikacja latarni morskich musiała być również zsynchronizowana z rozwojem elektrycznej sieci przesyłowej. Z powodu niedoskonałości technicznej pierwszych elektrycznych źródeł światła, przy równoczesnej konieczności zapewnienia niezawodności działania latarni morskich, przez pewien czas stosowano zdwojone systemy tj. elektryczny i acetylenowy. W takim rozwiązaniu automatyka zapewniała natychmiastowe przejście na system acetylenowy w przypadku awarii systemu elektrycznego.
Latarnicy w tych czasach, musieli posiadać odpowiednie kwalifikacje i praktykę w obsłudze elektrycznych oraz gazowych źródeł światła. Generalne odchodzenie od oświetlenia gazowego latarń morskich następowało po zakończeniu II. wojny światowej. W 1947 r. zastosowano po raz pierwszy wysokonapięciową (10 k V) ksenonową lampę łukową. Stopniowo udoskonalano konstrukcję żarówek, zwiększano ich moc i żywotność. Przykładowo, żarówka zainstalowana w radiolatarni Świnoujście posiada moc rzędu 4,5 k W. Coraz powszechniej stosowano również lampy halogenowe. Zapewnienie niezawodności źródeł światła uzyskiwano m in. na drodze zastosowania samoczynnych zmieniaczy przepalonych żarówek, zestawów wielo żarówkowych oraz spalinowych agregatów prądotwórczych -uruchamianych początkowo ręcznie, później automatycznie (w przypadku zaniku prądu w sieci elektroenergetycznej). W późniejszym okresie, jako nowoczesne źródła energii elektrycznej produkowanej dla zasilania niektórych świetlnych znaków nawigacyjnych, zaczęto stosować generatory wiatrowe, ogniwa paliwowe i baterie słoneczne.
W miarę postępu technicznego w dziedzinach budowy coraz doskonalszych źródeł światła i wspomagających je systemów optycznych, rósł zasięg widoczności latarń morskich. Na przykład: dla lamp świecowych (woskowych i łojowych) wynosił on ok. 2,2 M (4 km), palenisk węglowych ok. 6 M (11 km), lampy Arganda z reflektorem parabolicznym 20 M (37 km), lampa naftowa z optyką Fresnela 22 M (41 km), elektryczna lampa łukowa z reflektorem parabolicznym 25 M (46 km), lampa ksenonowa z optyką “uszczelnioną” 30 M (55 km), zestaw 50 lamp halogenowych 35 M (65 km). Rzecz oczywista, że podane zasięgi są możliwe do uzyskania, pod warunkiem umieszczenia źródeł światła na odpowiedniej wysokości (uwzględniającej krzywiznę powierzchni Ziemi) oraz przy odpowiedniej przejrzystości powietrza.
Zastosowanie pół automatyki z wykorzystaniem systemów zapasowych, przyczyniło się do wyraźnego zmniejszenia nakładu pracy personelu obsługującego znaki nawigacyjne -czyli latarników. W systemach nawigacyjnych rozwiniętych państw, następnym krokiem była pełna automatyzacja wszystkich latarni bezzałogowych. Latarnie te kontrolowano drogą radiową z latarni morskich obsadzonych jeszcze załogami. Technicznym i organizacyjnym rozwiązaniem finalnym jest centralizacja kontroli wszystkich latarni morskich w jednym ośrodku państwowym. Z zagadnieniem tym wiąże się również ustanowienie odpowiedniej ilości wyposażonych stosownie do potrzeb, ośrodków serwisowych -dla okresowej i awaryjnej obsługi zautomatyzowanych latarń morskich. W takim systemie obsługi latarń morskich, latarnicy stali się zbędni jako wyodrębniona grupa zawodowa. Ich miejsce zajęli wysoko wykwalifikowani pracownicy centralnych ośrodków państwowych oraz terenowych ośrodków serwisowych.
Od drugiej połowy lat 60 minionego wieku, w państwach o rozwiniętej technologii nuklearnej, zaczęto eksploatować mini reaktory – dla których nośnikiem energii jest stront 90 będącym paliwowym odpadem z pracy reaktorów o większej mocy. Połowiczny okres rozpadu strontu wynosi 26,5 lat. Urządzenia te o angielskiej nazwie Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG) są stosowane w miejscach oddalonych od sieci elektroenergetycznych oraz tam, gdzie dostawa tradycyjnych paliw dla generatorów elektrycznych jest utrudniona lub bardzo kosztowna.
Mini reaktory stosowane są zatem do zasilania w energię elektryczną niektórych satelitów oraz odosobnionych stacji pogodowych, radarów i pewnej liczby arktycznych rosyjskich latarń morskich. Zaprojektowane są one do wieloletniej, automatycznej i bezobsługowej pracy.
Na północnej drodze morskiej prowadzącej na odległości ponad 3 tys. mil morskich (5,6 tys km) poprzez morza: Barentsa, Karskie, Łaptiewów, Wschodniosyberyjskie i Beringa – znajduje się wiele latarń morskich. Z tego ok. 130 zasilanych jest przez RTG typu Beta-M i podobne. Są to stosunkowo niewielkie urządzenia o masie ok. 0,5 tony, z czego na materiał rozszczepialny przypada zaledwie 5 kg. Osiągalna temperatura wewnętrzna wynosi ok 500ºC, zaś moc uzyskanego prądu – 240W. W zupełności wystarcza to do zasilania żarówki latarni morskiej.
Wydawać by się mogło, że mini reaktory są wręcz idealne do zasilania latarń morskich, zwłaszcza „w miejscach gdzie diabeł mówi dobranoc”- na kilka miesięcy w roku. Tym niemniej Pozarządowa Międzynarodowa Fundacja „Bellona” działająca od 1986 r, mająca swą główną siedzibę w Oslo a oddziały m in. w Murmańsku i St. Petersburgu, wyraziła zaniepokojenie z powodu złego stanu technicznego pewnej liczby rosyjskich mini reaktorów. Niektóre z nich, przez lata nie były poddane inspekcji. Zdarzyły się też przypadki wandalizmu. Norwegów szczególnie niepokoi 1 egzemplarz, usytuowany tuż przy ich granicy -po stronie rosyjskiej
Zachodni eksperci zaproponowali Rosjanom wymianę przynajmniej tych bardziej zużytych urządzeń na bardziej nowoczesne – nie stanowiące zagrożenia dla naturalnego środowiska. Idea niewątpliwie słuszna. Jednak wszędzie tam gdzie chodzi o pieniądze…to nigdy nic na pewno nie wiadomo.