氦镉激光器的激发机理

    氦镉激光器的激发机理，普遍认为是彭宁效应所致。He亚稳态原子的能量约为20ev，而Cd的电离电位为8.99ev，镉原子很容易通过与亚稳态氦原子的碰撞而被电离，同时被激发成激发态镉离子（Cd+）。

　　彭宁效应的过程为：放电管中高速电子与氦原子碰撞，将氦原子从基态激发到21S0和23S1亚稳态，即

　　e-+He→He*+e-+ΔE

　　然后，亚稳态氦原子He*与中性Cd原子碰撞，使之电离，并激发到Cd+的激发态5s22D5/2和5s22D3/2（即激光上能级）。

　　这种碰撞称彭宁碰撞，即

　　He*+Cd→（Cd+）*+He+e-+ΔE

　　其中的剩余能量，将由电子带走。

　　另外，从能级寿命看，亚稳态He*寿命长，约为10-6s，这对于激发Cd有利。（Cd+）*的5S22D5/2能级寿命约为7.8×10-7s，而5P2P03/2（激光下能级）的寿命为2.2×10-9s。因而可形成粒子数反转分布。441.6nm和325nm对应的跃迁分别为：

　　441.6nm Cd+5S22D5/2——5P2P03/2
　　325.0nm Cd+5S22D3/2——5P2P01/2