离子激光器是以气态离子的不同激发态之间的激发跃迁进行工作的气体激光器。氩离子(Ar^＋)激光器是最常见的离子激光器。Ar^＋激光器的激光谱线很丰富，主要分布在蓝绿光区，其中，以0.4880mm蓝光和0.5145mm绿光两条谱线最强。Ar^＋激光器既可以连续工作，又可以脉冲状态运转。连续功率一般为几瓦到几十瓦，高者可达一百多瓦，是目前在可见光区连续输出功率最高的气体激光器。它已广泛应用于全息照相、信息处理、光谱分析及医疗和工业加工等许多领域。

1. Ar^＋激光器的结构

Ar^＋激光器一般由放电管、谐振腔、轴向磁场和回气管等几部分组成。

图1 分段石墨结构Ar^＋激光器示意图#p#分页标题#e#

1．石墨阳极  2．石墨片 3．石英环  4．水冷套  5．放电毛细管  6．阴极  7．保热屏  8．加热灯丝

9．布氏窗  10．磁场  11．贮气瓶  12．电磁真空充气阀  13．镇气瓶  14．波纹管  15．气压检测器

Ar^＋激光器最关键的部件是放电毛细管。由于Ar^＋激光器的工作电流密度高达数百安培／厘米²，放电管壁温度往往在1000℃#p#分页标题#e#以上，所以放电毛细管必须采用耐高温、导热性能好、气体消除速率低的材料制作，如石英管、氧化铍陶瓷管、分段石墨管等。其中，氧化铍陶瓷是性能优良的较理想材料，但它有剧毒，影响了应用。目前广泛采用的是高纯致密石墨。由于石墨是良导体，所以为了维持放电，石墨放电管必须采用分段结构，如图1所示。整个结构置于有水冷套的石英管内，两端分别为提供电子发射的阴极和收集电子的石墨阳极。为了能提供大的发射电流，通常采用间热式钡钨阴极。

为了使Ar^＋激光器稳定工作，Ar^＋激光器中应设置有回气管。这是因为在大电流密度、低气压放电中，存在严重的气体泵浦效应，即放电管内的气体会被从一端抽运到另一端，造成两端气压不均匀，严重时还会造成激光猝灭现象。在放电管外设置回气管后，依靠气体的扩散作用，即可减小管内气压差。

为了提高Ar^＋激光器的输出功率和寿命，一般都要加一个强度为几百到一千高斯的轴向磁场，该磁场是由套在放电管外面的螺旋管产生的。实验证明，轴向磁场的加入，可以提高输出功率1~2倍。