為什么氦氖激光器中要使用氦氣？它有哪些功能和作用？

HeNe激光器的組成比例為10：1的氦氖混合物，存在于低壓的玻璃管內。氣體混合物中大

部分是氦氣，因此可以激發氦原子，并與氖原子碰撞，從而進一步激發氖原子，導致放射

出632.8nm的光線。如果沒有氦氣存在，氖原子主要會被激發到較低的能級，并放射出非

激光線。當HeNe激光器失去足夠多的氦氣時，將會導致泵浦效率降低，失去激光的功能。
He在He-Ne激光器中的作用是提高激光工藝效率。它有兩個特別有價值的效果：1.直接激

發Ne不夠高效，但直接激發He原子則非常有效。2.He原子的激發態和Ne原子的激發態非

常相似，因此也非常有用。
原子的激發過程可以分為兩個階段：首先，通過高電壓加速，電子從陰極向陽極移動。然

后，這些電子與He原子碰撞，將自己的動能傳遞給它們。接著，激發的He原子再與Ne原

子碰撞，將激發的能量傳遞給它們。因此，He原子并不直接參與激光發射的過程，但通過

提高激發效率，間接地使激光效能提高了大約200倍。