De tre viktigste funksjonelle komponentene i en laser

De tre viktigste funksjonelle komponentene i enlaserer pumpekilden, forsterkningsmediet og resonanshulen.

Pumpekilden gir lyskilden for laseren. Forsterkningsmediet (også kjent som arbeidsmediet) absorberer energien som gis av pumpekilden og forsterker lyset. Resonanshulen danner kretsen mellom pumpekilden og forsterkningsmediet, og resonanshulen svinger i en valgt modus for å produsere laserlys.

Pumpekilden, som en energikilde, genererer fotoner for å begeistre forsterkningsmediet. Fotonene som sendes ut av pumpekilden pumper partiklene i forsterkningsmediet fra grunntilstanden til et høyere energinivå, og oppnår populasjonsinversjon. Eksitasjonsmekanismer inkluderer optisk eksitasjon (optisk pumping), eksitasjon av gassutladning, kjemisk eksitasjon og kjernefysisk eksitasjon. Foreløpig brukes ofte halvmakt halvlederlasere (LDS) som pumpekilder, først og fremst for å konvertere elektrisk energi til lysenergi.

Gevinstmediet oppnår populasjonsinversjon og forsterker lys, og bestemmer også bølgelengden til utgangslaseren. Gevinst medier kan være væsker, gasser eller faste stoffer. Væsker inkluderer organiske løsninger, gasser inkluderer karbondioksid, og faste stoffer inkluderer rubin. Det grunnleggende kravet for et forsterkningsmedium er at det genererer fotoner ved stimulering i stedet for å konvertere lys til varme. Partiklene i den må være relativt isolert, slik at overganger mellom energinivået oppstår.

Et resonanshulrom tjener først og fremst formålet med å "lagre" og "rense" laserlys. Et resonanshulrom består vanligvis av to speil, men koblinger kan også brukes til å danne forskjellige ringresonatorer. Fotoner spretter frem og tilbake mellom speilene, og induserer kontinuerlig stimulert stråling i forsterkningsmediet og genererer laserlys med høy intensitet. Videre sikrer resonanshulen at fotonene i hulrommet har jevn frekvens/bølgelengde, fase og retning, noe som resulterer i utmerket direktivitet og sammenheng av laserlyset.