離子激光器是以氣態離子的不同激發態之間的激發躍遷進行工作的氣體激光器。氬離子(Ar^＋)激光器是最常見的離子激光器。Ar^＋激光器的激光譜線很豐富，主要分布在藍綠光區，其中，以0.4880mm藍光和0.5145mm綠光兩條譜線最強。Ar^＋激光器既可以連續工作，又可以脈沖狀態運轉。連續功率一般為幾瓦到幾十瓦，高者可達一百多瓦，是目前在可見光區連續輸出功率最高的氣體激光器。它已廣泛應用于全息照相、信息處理、光譜分析及醫療和工業加工等許多領域。

1. Ar^＋激光器的結構

Ar^＋激光器一般由放電管、諧振腔、軸向磁場和回氣管等幾部分組成。

圖1 分段石墨結構Ar^＋激光器示意圖#p#分頁標題#e#

1．石墨陽極  2．石墨片 3．石英環  4．水冷套  5．放電毛細管  6．陰極  7．保熱屏  8．加熱燈絲

9．布氏窗  10．磁場  11．貯氣瓶  12．電磁真空充氣閥  13．鎮氣瓶  14．波紋管  15．氣壓檢測器

Ar^＋激光器最關鍵的部件是放電毛細管。由于Ar^＋激光器的工作電流密度高達數百安培／厘米²，放電管壁溫度往往在1000℃#p#分頁標題#e#以上，所以放電毛細管必須采用耐高溫、導熱性能好、氣體消除速率低的材料制作，如石英管、氧化鈹陶瓷管、分段石墨管等。其中，氧化鈹陶瓷是性能優良的較理想材料，但它有劇毒，影響了應用。目前廣泛采用的是高純致密石墨。由于石墨是良導體，所以為了維持放電，石墨放電管必須采用分段結構，如圖1所示。整個結構置于有水冷套的石英管內，兩端分別為提供電子發射的陰極和收集電子的石墨陽極。為了能提供大的發射電流，通常采用間熱式鋇鎢陰極。

為了使Ar^＋激光器穩定工作，Ar^＋激光器中應設置有回氣管。這是因為在大電流密度、低氣壓放電中，存在嚴重的氣體泵浦效應，即放電管內的氣體會被從一端抽運到另一端，造成兩端氣壓不均勻，嚴重時還會造成激光猝滅現象。在放電管外設置回氣管后，依靠氣體的擴散作用，即可減小管內氣壓差。

為了提高Ar^＋激光器的輸出功率和壽命，一般都要加一個強度為幾百到一千高斯的軸向磁場，該磁場是由套在放電管外面的螺旋管產生的。實驗證明，軸向磁場的加入，可以提高輸出功率1~2倍。