年世界上出现第一台激光器以来，现在激光器的种类已经非常多。如固体中的红宝石激光器、钕玻璃激光器、各种半导体激光器、液体中的染料激光器气体中的放电激光器、化学激光器、气动激光器等。近年来又迅速发展了一类新型的激光器—金属蒸汽激光器。金属蒸汽激光器具有一些新的特点。并且结构简单、操作方便，故很为人们重视。

金属蒸汽激光器也有许多种，如早期的铯蒸汽激光器、汞蒸汽激光器、功率较高的铜蒸汽激光器等。目前正大力研究的一种是在激光放电管中先充入一些氨气，再混入镉与硒的蒸汽。金属蒸汽可以通过对置于管中的金属加热来提供高压放电开始时，由阴极表面发射的电子在电场中加速到很高的速度（10厘米/秒），由于能量高，这种电子在与氢原子碰撞时将把很大一部分能量传给氢原子，使氦原子跃迁到激发发态。激发态的氦原子在与金属原子碰撞时又把所获得能量的一部分传给金属原子，一方面使金属原子电离，放出自由电子，维持放电（放电电流中的电子也能电离金属原子，帮助维持放电），同时还把金属离子中的电子激发到一些能发射激光的能级上，为激光辐射准备好条件。

为什么选用氦而不选用别的气体呢？这是因为氦在所有元素中具有最大的电离能：24.6电子伏特（电离能是从原子中打出一个氦原子所需要的能量；一个电子伏特是一个静止的电子在一伏特电位差的电场中被加速后所具有的能量）。并且原子的基态与第一激发态之间的能量差在所有原子中也是最大的。放电中的自由电子要想通过碰撞把自己的能量传给氦原子，就必须加速到20电子伏特以上才行。

因此，氦原子的激发态可以比其他原子激发态集聚更高的能量。另外，氦的激发态中有三个是亚稳态，即具有较长的寿命，这使得氦对放电能量不但集聚得高，而且保存时间还长。这部分能量一方面“细水长流”地供金属原子的电离和激发之用，同时又从放电中不断地得到补充。也就是说，原子是一个理想的能量中转站和存贮器。就像自来水公司的水塔一样，这个水塔不仅很高而且装的水不大会“漏”，塔里的水一方面供给用户使用而同时也通过水泵不断得到补充。

为什么选用镉和硒呢？那是因为作激光用的金属原子必须满足一定的要求。首先，它必须具有等于或小于氮亚稳态能量的能级。否则就没法从氦原子取得能量，就好象用户的水龙头不能装得比水塔还高一样。再者，参与激光作用的上下二能级中下能级的寿命必须比上能级短，不然的话，上能级辐射激光并跃迁到下能级的电子都停留在下能级上，形成“堵塞”。另外就是金属原子必须蒸汽化，这才能使原子的能级保持单个原子时的分立状态。而不至于象固体中能级交错覆盖形成带状。有些元素，别的条件满足很好，但需加热到2，℃，才呈现明显的汽化，也不宜列选。

此外，参与激光作用的各能级之间能量转换的快慢等也都有一定的要求。根据这些考虑研制出现在的氦-镉激光器和氮-硒激光器。例如镉，它的上激光能级的寿命约为0.5毫秒，而下激光能级的寿命仅几个微秒。只及上级的二百三十分之一。氢向镉的上激光能级转换能量的速度比向下激光能级转换能量的速度大三倍，并且镉只需加热到℃就能提供所需要的蒸汽压。目前，尽管金属蒸汽激光器的输出功率，只有几十毫瓦到几百毫瓦。但它的辐射波长几乎覆盖整个可见光区域，如氦-镉激光器发射蓝光和紫外光，氦-硒激光器发射蓝、绿、黄橙、红和红外光，这些都是非常可贵的。

金属蒸汽激光器的结构很简单。在气体放电管的阳极一端放置一小粒金属并对它加热，金属蒸汽进入放电区并向阴极流动，由于放电区域温度较高，金属蒸汽不会凝聚。当金属蒸汽到达阴极区后，由于已不存在放电，温度较低。金属蒸汽才凝聚下来。氦-镉激光器中镉的用量大约是每工作小时消耗一克。也有使金属蒸汽循环流动，重复使用的。其它还有采用横向放电，让金属在圆柱形空心阴极的里面被加热的等等。