各种激光器的基本组成都是相同的，即都由工作物质、激励（泵浦）系统和光学共振腔三个基本部分所构成。

2.3.1.1 激光工作物质

激光工作物质是组成激光器的核心部分，它是一种可以用来实现粒子数反转和产生光的受激辐射作用的物质体系，本身可以是固体（晶体、玻璃等）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体、液体（有机或无机液体）等材料。

固体工作物质，一般是将具有适当能级结构和发光能力的金属离子，掺入晶体类或玻璃类基质材料中而成的，其中掺入的杂质金属（通常为过渡金属或稀土金属）起光的发射作用，称为产生激光的工作粒子。

气体工作物质，可以由单种气体组成，但在更多情况下则由多种气体混合组成。在后一情况下，只有一种成分的气体粒子（可以是原子、离子或分子）起粒子数反转和产生受激辐射作用；而其他成分的气体粒子，对实现和维持上述工作气体粒子的粒子数反转起着不同程度的有益的辅助作用。

半导体工作物质，可以是面结型半导体材料，也可以是单晶型块体半导体材料。在这一类材料中，是依靠一定的激励方式，在导带和价带的特定区域间，实现非平衡载流粒子数反转和产生受激辐射作用。

液体工作物质，通常包括无机液体材料和有机颜料液体材料两类。前一类是将特定的金属化合物溶于适当的溶液中，产生受激辐射作用的是所掺入的特定杂质金属离子；后一类则是将有机染料溶于适当的有机溶剂中，产生受激辐射作用的是有机染料分子。

对上述各类激光工作物质而言，均应满足一些共同的基本要求，即尽可能在其工作粒子的特定高、低能级间实现较大程度的粒子数反转，而且在实现反转后和产生受激辐射作用的过程中，使粒子数尽可能被有效地保持下去。为此，激光工作物质最好能具有以下几方面特性：

（1） 有较多的工作粒子在激励方式作用下，可以有效地跃迁到一些较高激发能级之上。这种特性，可称为工作粒子易于被有效激励的特性。

（2） 被激励到较高激发能级的工作粒子，容易于在一个（或少数几个）较高能级上得到积累或集居的趋势，从而可相对于某一（或某些）较低能级间实现粒子数反转。这种特性可称为工作粒子易于在激光作用高能级上得到积累或集居的特性。

（3） 工作粒子在产生受激辐射作用并跃迁到激光作用的低能级后，有一定方式尽快离开这些能级的趋势，从而有利于维持高、低能级间的粒子数反转。这种特性可称为激光跃迁低能级上工作粒子易于被去空的特性。(www.daowen.com)

上面提到的三种特性，是理想的工作物质在原则上应该具备的，但对任何一种实际的工作物质而言，均不能完备地同时具有这几种特性。有时为了弥补某些工作粒子在某些特性方面的不足，可采取一些辅助的措施。

2.3.1.2 激励系统

为使给定的激光工作物质处于粒子数反转状态，必须采用一定的激励方式和激励装置。根据工作物质特性和运转条件不同，可采取不同的方式和装置来达到这一目的。就已经实现激光作用的各类激光工作物质来说，经常采用的激励方式和激励装置分别有光学激励、气体放电激励、化学反应激励、热激励和核能激励等。

利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转，称为光学激励或简称为光泵。几乎所有的固体（晶体和玻璃）激光器、液体激光器以及个别的半导体和气体激光器均采用这种激励方式。在实际激光中，光学激励系统通常是由激励光源和聚光灯两部分组成的。光源一般采用发光能力较强的气体放电光源或卤-钨灯光源。这些光源的发光一般具有连续的发光光谱，或者在连续光谱背底上附加有分立的较强的发光谱线，因此适用于对具有较宽吸收谱线分布的工作物质进行激励。由于激励光源的发光是空间各向分布的，因此需采用适当形式的聚光器装置，以使光源发出的光尽可能多地进入工作物质内部。

气体放电激励是大部分常见气体激光器所普遍采用的一种激励方式。在气体放电作用下，部分气体电离后产生的自由电子在激励电场的作用下获得较大的动能，高速运动的电子在与气体工作粒子发生碰撞的过程中，可以失去自己的一部分能量而后使后者跃迁到较高的激励能级，从而有可能在工作粒子特定的能级间实现粒子数反转。在实际的气体激光器中，可根据工作物质特性和器件使用要求的不同，分别采用脉冲放电、直流放电、交流放电和高频放电等多种方式进行激励，特殊情况下，亦可采取外部电子束直接注入气体工作物质中的方法进行激励。

化学反应激励是对某些工作物质（主要是气体工作物质）所采取的一种激励方式。其原理是在一定条件下，在一定的工作物质内部发生化学反应，反应生成物的粒子可在反应过程中释放的化学能的激励作用下处于激发态。这样就有两种可能：一种是处于激发态的反应生成物的粒子，相对于它本身的特定低能级而言呈现粒子数反转，从而可能产生受激辐射作用；另一种是处于激发态的反应生成物粒子，通过共振转移作用而把它本身的激励能量传递给其他工作粒子，使后者间接地获得化学反应放出的能量而呈现出粒子数反转和产生受激辐射作用。

热激励指的是通过某种加热方式使工作物质体系温度升高，从而使较多的粒子达到高能级，然后再通过某种方式（如高温气体绝热膨胀的方式），使热弛豫时间较短的某些较低能级上的粒子迅速去空，而热弛豫时间较长的某些较高能级上的粒子得以积累保存，从而实现粒子数反转。核能激励的原理是利用核反应产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励光工作物质体系。由于核材料质量轻、体积小、使用期限长，因此具有特殊的应用潜力。

2.3.1.3 光学共振腔

光学共振腔通常由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：① 提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡；② 对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定的；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光具有不同的选择性损耗特性所决定的。