氦鎘激光器是一種金屬蒸氣離子激光器。其中產(chǎn)生激光躍遷的是鎘離子（Cd+)，氦氣（He）作為輔助氣體。它與氦氖激光器類似，可以在直流放電的條件下連續(xù)工作。它比氦氖激光有更高的輸出功率（一般為幾十毫瓦），發(fā)射波長較短，為441.6nm（藍(lán)紫色）和325nm（紫外），因此，是一種更適用于光敏材料曝光和全息印刷制版的較理想的光源。
該結(jié)構(gòu)特性：
激光管用硬料玻璃或石英玻璃制作。陽極為直徑2mm的鎢桿，陰極為鋁質(zhì)圓筒狀，毛細(xì)管長60-2500px，孔徑為1.5-3mm。
陽附近有一鎘池，內(nèi)裝有光譜純金屬鎘。鎘在室溫下為固體，熔點(diǎn)321℃，在真空中升華溫度為164℃。通過熱源可使金屬鎘升華成蒸氣。陽極與鎘池之間有一電泳限制段，用以阻止鎘蒸氣擴(kuò)散到陽，避免污染窗片。
固態(tài)鎘在真空中加熱到164℃時(shí)，即升華為蒸氣。鎘蒸氣*地從鎘池向放電管擴(kuò)散。隨著鎘池溫度的升高，鎘蒸氣密度越來越大。在放電區(qū)域，鎘原子被氦亞穩(wěn)態(tài)原子電離并激發(fā)。在電場作用下，（Cd+）從陽極向陰極流動(dòng)，這個(gè)過程稱為電泳效應(yīng)。為使Cd+在電泳傳輸過程中，不致冷凝在毛細(xì)管內(nèi)壁上，毛細(xì)管內(nèi)壁的溫度須高于鎘蒸氣的冷凝溫度，一般使用外套管結(jié)構(gòu)，依靠放電加熱作用（因放電流大于60mA），即可使放電管溫度保持在鎘的冷凝溫度以上。通過放電區(qū)以后，鎘蒸氣便凝結(jié)在溫度較低的管殼上，以防止金屬蒸氣污染窗片。一般He-Cd激光器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鎘蒸氣從陽極向陰極的流動(dòng)速度約為1-2mg/h。
激光器一般為全外腔結(jié)構(gòu)，便于更換反射鏡，既能產(chǎn)生441.6nm的激光，又能產(chǎn)生325nm的激光。
氦鎘激光器的激發(fā)機(jī)理，普遍認(rèn)為是彭寧效應(yīng)所致。He亞穩(wěn)態(tài)原子的能量約為20ev，而Cd的電離電位為8.99ev，鎘原子很容易通過與亞穩(wěn)態(tài)氦原子的碰撞而被電離，同時(shí)被激發(fā)成激發(fā)態(tài)鎘離子（Cd+）。
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更新時(shí)間：2020-02-12
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