氦氖激光器工作原理

氦氖激光器（He-Ne激光器）是一种常见且广泛应用的气体激光器。其工作原理是通过激发氦原子和氖原子之间的能级跃迁来产生激光。

氦氖激光器内部被注入了氦气和氖气两种气体。首先，高压直流电源将氦气与氖气分别加压至一定的压强，形成一个气体放电管。氦氖激光器通常由一个主激发管和一个次激发管组成，其中主激发管内部是由红光管和放电电极构成，次激发管负责放电管的光学增益。

当高压直流电源通电后，放电电流通过气体放电管，使其内部的气体处于激发态。氖原子处于能级较高的2s（5）能级，而氦原子的能级处于3s（2）能级。当氦气的电子由3s（2）能级跃迁到2p（4）能级时，会释放出一个可见光的激发光子。这个过程是通过碰撞激发发生的，电子与氖气发生碰撞后，使氖原子跃迁到2p（8）能级，然后再退回到低能级，并释放出一个与氦激光频率相同的激发光子。

在主激发管内的激发光子会沿着放电管传播，并部分逃脱到次激发管。次激发管通过反射和多次碰撞，使激光光子的数量迅速增加，从而达到激光放大的效果。最终，其中产生的激光光子通过光学镜进行调整、聚焦和输出。

氦氖激光器的激光波长通常为632.8纳米，属于可见光光谱范围。由于其激光强度适中、调制性能良好，氦氖激光器被广泛应用于激光照明、激光显示、激光测距、激光交流、激光印刷等领域。

总之，氦氖激光器通过激励氦气和氖气原子之间的能级跃迁来产生激发光子，然后通过放大和输出，形成一束具有特定波长的激光光束，其工作原理基于气体的激发和放电过程。