除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同,產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損耗,所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài),為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位,從而實現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔,但諧振腔( 見光學(xué)諧振腔)并非必不可少的組成部分,諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運行方向,從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且,它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長度,還能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式(即選模),所以一般激光器都具有諧振腔。
二、激光工作物質(zhì)
是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,有時也稱為激光增益媒質(zhì),它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),并使這種反轉(zhuǎn)在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質(zhì)具有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。