根據(jù)激光器放電管和諧振腔反射鏡放置方式的不同，He-Ne激光器可以分為內(nèi)腔式、外腔式和半內(nèi)腔式三種，如圖（1）所示。對(duì)于外腔式和半內(nèi)腔式結(jié)構(gòu)，在放電管的一端或兩端，通過布儒斯特窗片實(shí)現(xiàn)真空密封，以減少損耗，并且保證了激光輸出是線偏振光。

He-Ne激光器的工作物質(zhì)是Ne原子，即激光輻射發(fā)生在Ne原子的不同能級(jí)之間。He-Ne激光器放電管中充有一定比例的He氣，主要起著提高Ne原子泵浦速率的輔助作用。

圖（1） He-Ne激光器的基本結(jié)構(gòu)形式

圖（2）是與產(chǎn)生激光有關(guān)的Ne原子的部分能級(jí)圖（進(jìn)一步的了解可查有關(guān)書籍），Ne原子的激光上能級(jí)是3S和2S能級(jí)，激光下能級(jí)是3P和2P能級(jí)。由圖可見，He原子的激發(fā)能級(jí)21S0、23S1分別與Ne原子的#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#3S和2S能級(jí)十分接近，因此，當(dāng)He-Ne管內(nèi)的氣體放電時(shí)，He原子與高速電子碰撞，被激發(fā)到23S1和21S0上，進(jìn)而，這些激發(fā)態(tài)He原子通過共振能量轉(zhuǎn)移過程，將處在基態(tài)上的Ne原子激發(fā)到2S和3S能級(jí)上。當(dāng)被激發(fā)到3S和2S能級(jí)上的Ne原子數(shù)足夠多時(shí)，會(huì)在3S、2S能級(jí)與3P、2P能級(jí)間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，通過受激輻射過程即可產(chǎn)生He-Ne激光。由該過程躍遷到3P、2P能級(jí)上的Ne原子，很容易通過自發(fā)輻射躍遷到1S能級(jí)上，再通過與管壁碰撞將能量交與管壁，回到基態(tài)。

圖（2） 與激光躍遷有關(guān)的#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#Ne原子的部分能級(jí)圖

由上述激發(fā)過程可見，He-Ne激光器是典型的四能級(jí)系統(tǒng)，其激光譜線主要有三條，它們分別與下列躍遷相對(duì)應(yīng)：

3S®2P   0.6328m

2S®2P    1.15m

3S®3P    3.39m

現(xiàn)在的商用He-Ne激光器的主要譜線是0.6328mm紅光，其它還有黃光(0.594mm)、綠光(0.543#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#mm)和橙光(0.606mm、0.612mm) He-Ne激光器商品出售。