按工作介質不同，激光器分為(wei) 固體(ti) 激光器、氣體(ti) 激光器、染料激光器、半導體(ti) 激光器、光纖激光器和自由電子激光器6種。其中固體(ti) 激光器和氣體(ti) 激光器還有很多細分種類。除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，包括泵浦源、光學諧振腔和增益介質三部分。

在固體(ti) 激光器中，一般以光作為(wei) 泵浦源，能產(chan) 生激光的晶體(ti) 或玻璃被稱為(wei) 激光工作物質。激光工作物質由基質和激活離子兩(liang) 部分組成，基質材料為(wei) 激活離子提供了一個(ge) 合適的存在與(yu) 工作環境，而由激活離子完成激光產(chan) 生過程。常用的激活離子主要是過渡金屬離子，如鉻、鑽、鎳等離子以及稀土金屬離子，如釹離子等。表麵鍍有介質膜的反射鏡作為(wei) 諧振腔鏡片，其中一片為(wei) 全反鏡，一片為(wei) 半反鏡。當采用不同的激活離子、不同的基質材料和不同波長的光激勵，會(hui) 發射出各種不同波長的激光。

紅寶石激光器輸出的激光波長為(wei) 694．3nm，光電轉換率低，隻有0．1％。但其熒光壽命長，有利於(yu) 儲(chu) 能，可輸出較高的脈衝(chong) 峰值功率，一根筆芯粗細，手指長的紅寶石棒產(chan) 生的激光就可以輕鬆的產(chan) 生打穿鐵皮。在效率更高的YAG激光器出現之前，紅寶石激光器被廣泛地用在激光切割、鑽孔上。此外，694nm的光極易被黑色素吸收，因此紅寶石激光器還被用於(yu) 色素性病變（皮膚長斑）的治療。

鈦藍寶石激光器因其晶體(ti) 性質，具備較寬的可調諧範圍（即可調波長範圍），可根據需要，輸出660nm－1200nm波長的光。加上倍頻技術（能使光的頻率翻倍，即波長減半）的成熟，波長範圍可擴展到330nm－600nm。鈦藍寶石激光器被用於(yu) 飛秒分光、非線性光學研究、生成白光、生成太赫茲(zi) 波等，在醫美方麵也有應用。

YAG是釔鋁石榴石的簡稱，該物質是目前綜合特性最為(wei) 優(you) 異的激光晶體(ti) 基質，在摻入釹（Nd）之後可輸出1064nm的光，最大連續輸出功率可達1000w。早期使用惰性氣體(ti) 閃光燈作為(wei) 激光器的泵浦源，但閃光燈泵浦方式，光譜範圍寬，與(yu) 激光增益介質吸收光譜重合性差，熱負荷較大，造成光電轉換率低的後果。因此現在使用LD（激光二極管）泵浦，可實現激光器的高效率，高功率，長壽命。Nd：YAG激光器可用於(yu) 血管瘤的治療，抑製腫瘤生長。但這種激光對組織的熱損傷(shang) 是非選擇性的，在凝固瘤體(ti) 血管的同時，多餘(yu) 的能量也會(hui) 損傷(shang) 周圍正常的組織，術後容易留下瘢痕。因此，Nd：YAG激光多用於(yu) 外科、婦科、五官科，而少用於(yu) 皮膚科。

Yb：YAG，在YAG中摻入鐿（Yb），可輸出1030nm的光。Yb：YAG的泵浦波長為(wei) 941nm，與(yu) 輸出波長非常接近，可實現91．4％的泵浦量子效率，伴隨泵浦產(chan) 生的熱量則被抑製到10％以內(nei) （輸入的能量大多數轉換為(wei) 輸出激光的能量，少部分變成熱，意味著轉換效率很高），是Nd：YAG的25％～30％。Yb：YAG已成為(wei) 最引人注目的固體(ti) 激光介質之一，LD泵浦的高功率Yb：YAG固體(ti) 激光器成為(wei) 新的研究熱點，並被視為(wei) 發展高效、高功率固體(ti) 激光器的一個(ge) 主要方向。

除了上述兩(liang) 種，YAG還可摻入鈥（Ho）、鉺（Er）等。Ho：YAG可產(chan) 生對人眼安全的2097nm和2091nm激光，主要適用於(yu) 光通信，雷達和醫學應用。Er：YAG則輸出2．9μm的光，人體(ti) 對這一波長吸收率很高，對激光外科和血管外科有很大的應用潛力。

氣體(ti) 激光器是利用氣體(ti) 作為(wei) 增益介質的激光器，一般是對氣體(ti) 放電進行泵浦（與(yu) 固體(ti) 激光器大同小異，不再贅述）。氣體(ti) 種類有原子氣體(ti) （氦氖激光器、惰性氣體(ti) 離子激光器、金屬蒸汽激光器）、分子氣體(ti) （氮氣激光器、二氧化碳激光器）、準分子氣體(ti) ，還有通過化學反應提供泵浦能量的特殊氣體(ti) 激光器。

氦氖激光器（HeNe）是以75％以上的He和15％以下的Ne的混合氣體(ti) 作為(wei) 增益介質，根據工作環境不同，可發出綠（543．5nm）、黃（594．1nm）、橙（612．0nm）、紅（632．8nm）及三種近紅外光（1152nm、1523nm和3391nm），其中紅光（632．8nm）最為(wei) 常用。HeNe激光器輸出的光束呈高斯分布，光束質量非常穩定，雖然功率不高，但在精密測量領域有著不俗的表現。

惰性氣體(ti) 激光器常見的是氬離子（Ar＋）和氪離子（Kr＋）。其能量轉化率最高可達0．6％，可長期連續穩定輸出30－50w的功率，壽命超過1000h。主要用於(yu) 激光顯示、拉曼光譜、全息、非線性光學等研究領域以及醫療診斷、打印分色、計量測定材料加工及信息處理等方麵。

金屬蒸汽激光器以銅蒸氣為(wei) 例。銅蒸氣激光器主要輸出綠光（510．5nm）和黃光（578．2nm），可達到100w的平均功率和100kw的峰值功率。  其主要應用領域為(wei) 染料激光器的泵浦源。此外，還可用於(yu) 高速閃光照相、大屏幕投影電視及材料加工等。

氮分子激光器以氮氣為(wei) 增益介質，可發射337．1nm 、357．7 nm、315．9 nm的紫外光，峰值功率可達45kw。可作為(wei) 有機染料激光器的泵浦光源，在激光分離同位素、熒光診斷、超高速攝影、汙染檢測以及醫療衛生、農(nong) 業(ye) 育種等方麵也得到廣泛應用。由於(yu) 其短波長更易聚焦得到小光斑，因此還可用於(yu) 加工亞(ya) 微米量級的元件。

二氧化碳激光器所用的增益介質是混了氦氣和氮氣的二氧化碳，可輸出以9．6μm和10．6μm波長為(wei) 中心的遠紅外光。二氧化碳激光器的能量轉換率高，輸出功率可從(cong) 幾瓦到幾萬(wan) 瓦，加上極高的光束質量，使得二氧化碳激光器在材料加工、科研、國防及醫學方麵均有著廣泛應用。

準分子是不穩定的分子，在諧振腔內(nei) 充入不同稀有氣體(ti) 和鹵素氣體(ti) 的混合物而有不同波長的激光產(chan) 生。常用相對論電子束（能量大於(yu) 200千電子伏特）或橫向快速脈衝(chong) 放電來實現激勵。當受激態準分子的不穩定分子鍵斷裂而離解成基態原子時，受激態的能量以激光輻射的形式放出。在醫療、光通信、半導體(ti) 顯視、遙感、激光武器等領域有著廣泛應用。

化學激光器是一類特殊的氣體(ti) 激光器，即是一類利用化學反應釋放的能量來實現粒子數反轉的激光器。這類激光器大部分以分子躍遷方式工作，典型波長範圍為(wei) 近紅外到中紅外譜區。最主要的有氟化氫（HF）和氟化氘（DF）兩(liang) 種裝置。前者可以在2．6～3．3微米之間輸出15條以上的譜線；後者則約有25條譜線處於(yu) 3．5～4．2微米之間。這兩(liang) 種器件目前均可實現數兆瓦的輸出。由於(yu) 其能量巨大，一般用於(yu) 核工程及軍(jun) 事領域。

染料激光器使用有機染料作為(wei) 激光介質的激光，通常是一種液體(ti) 溶液。相比氣體(ti) 的和固態的激光介質，染料激光器通常可以用於(yu) 更廣泛的波長範圍內(nei) 。由於(yu) 有寬闊的帶寬，使得它們(men) 特別適合於(yu) 可調諧激光器和脈衝(chong) 激光器。但由於(yu) 其介質壽命短，輸出功率受限，基本被鈦藍寶石等波長可調的固體(ti) 激光器取代。

半導體(ti) 激光器是用半導體(ti) 材料作為(wei) 工作物質的激光器，激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。體(ti) 積小，價(jia) 格低，效率高，使用壽命長，功耗低，可用於(yu) 電子信息、激光打印、激光筆、光通信、激光電視、小型激光投影儀(yi) 、電子信息、集成光學等領域，是最實用最重要的一類激光器。

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為(wei) 增益介質的激光器，應用範圍非常廣泛，包括激光光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業(ye) 造船、汽車製造、激光雕刻激光打標激光切割、印刷製輥、金屬非金屬鑽孔／切割／焊接（銅焊、淬水、包層以及深度焊接）、軍(jun) 事國防安全、醫療器械儀(yi) 器設備、大型基礎建設，作為(wei) 其他激光器的泵浦源等等。

自由電子激光器是一類不同於(yu) 傳(chuan) 統激光器的新型高功率相幹輻射光源，它不需要氣體(ti) 、液體(ti) 或固體(ti) 作為(wei) 工作物質， 而是將高能電子束的動能直接轉換成相幹輻射能．因此， 也可以認為(wei) 自由電子激光器的工作物質就是自由電子。它具有高功率、高效率、波長的大範圍調諧和超短脈衝(chong) 的時間結構等一係列優(you) 良特性，除了它， 還沒有一種激光器能同時具備這些特點。在物理學研究、激光武器、激光聚變、光化學、光通訊等領域均有非常可觀的前景。