雷射技術已經從各個方面走進了人們的生活，但是雷射產生器的種類很多，每種的波長不同，特性也不同，所以應用的領域也不同。相信大多數人面對種類繁多的雷射產生器都感到有點頭痛。因此，本文將各類雷射產生器的特性和實際應用一一進行總結與講解。
依工作介質不同，雷射產生器分為固體雷射產生器、氣體雷射產生器、染料雷射產生器、二極體雷射產生器、光纖雷射產生器、自由電子雷射產生器6種類型。其中又包括固體雷射和氣體雷射等多個細分類別。除自由電子雷射外，各種雷射的基本工作原理相同，均包括泵浦源、光學諧振腔和增益介質。
固態雷射產生器
在固態雷射產生器中，一般採用光作為泵浦源，能夠產生光的晶體或玻璃稱為工作材料。該材料由基質和活化離子組成。基體材料為活化離子提供適當的存在和工作環境，活化離子完成雷射產生過程。常用的活性離子主要是過渡金屬離子，如鉻、鈷、鎳等離子和稀土金屬離子，如釹離子。塗有介質膜的反射鏡用作諧振器反射鏡，其中一個是全反射鏡，另一個是半反射鏡。當使用不同的活化離子、不同的基體材料和不同波長的光激發時，會發射出各種不同波長的雷射。
紅寶石雷射產生器輸出的雷射波長為694.3nm，光電轉換率較低，僅0.1%。但其螢光壽命長，有利於能量儲存，並且可以輸出高脈衝峰值功率。筆芯粗細、手指修長的紅寶石棒所產生的雷射，可以輕鬆穿透鐵片。在更有效率的 YAG 雷射系統出現之前，紅寶石雷射系統廣泛應用於 雷射切割 和鑽孔。另外，694nm的光很容易被黑色素吸收，因此紅寶石雷射也用於治療色素性病變（皮膚斑點）。
鈦寶石雷射產生器由於其晶體特性，具有很寬的可調諧範圍（即可調諧波長範圍），可以根據需要輸出波長為660nm-1200nm的光。加上倍頻技術（可以將光的頻率提高一倍，也就是波長減半）的成熟，可以將波長範圍拓展到330nm-600nm。鈦寶石雷射系統在飛秒光譜、非線性光學研究、白光的產生、太赫茲波的產生等方面有應用，在醫療美容方面也有應用。
YAG是釔鋁石榴石的簡稱，是目前最優良的雷射晶體基質。摻雜釹（Nd）後，可輸出 1064nm 光，最大持續輸出功率可達1000w。早期多採用惰性氣體閃光燈作為泵浦源，但閃光燈泵浦方式光譜範圍較寬，與增益介質吸收光譜重合度較差，熱負荷較大，導致光電轉換率較低。所以現在採用LD（雷射二極體）泵浦，可以實現高效率、高功率、長壽命。 Nd：YAG雷射發生器可用於治療血管瘤，抑制腫瘤的生長。然而，對組織的熱損傷是非選擇性的。在凝固腫瘤血管的同時，過剩的能量也會傷害周圍的正常組織，而且手術後容易留下疤痕。因此Nd：YAG雷射在外科、婦科、耳鼻喉科應用較多，在皮膚科應用較少。
Yb：YAG，將鐿（Yb）摻雜到YAG中，可以輸出1030nm的光。 Yb:YAG的泵浦波長為941nm，與輸出波長非常接近，可實現91.4%的泵浦量子效率，泵浦產生的熱量被抑制在 10% （輸入能量大部分轉換成輸出能量，小部分變成熱量，也就是說轉換效率很高），也就是25%到 30% Nd:YAG。 Yb：YAG已成為最受關注的固體雷射介質之一，而LD泵浦高功率Yb：YAG固體雷射產生器已成為新的研究熱點，並被視為發展高效率、高功率固體雷射產生器的主要方向之一。
除上述兩種外，YAG還可以摻雜钬（Ho）、鉺（Er）等。 Er:YAG輸出2097μm的光，人體對此波長的吸收率較高，在雷射手術和血管手術方面具有巨大的應用潛力。
氣體雷射發生器
氣體雷射發生器是使用氣體作為增益介質的雷射系統，通常泵浦氣體放電。氣體的種類包括原子氣體（氦氖、稀有氣體離子和金屬蒸氣）、分子氣體（氮氣和二氧化碳）、準分子氣體，並由化學反應提供。
氦氖雷射產生器（HeNe）採用75%或更多的He和15%或更少的Ne的混合物作為增益介質。依工作環境不同，可發射綠光（543.5nm）、黃光（594.1nm）、橙光（612.0nm）、紅光（632.8nm）及3種近紅外光（1152nm、1523nm及3391nm），其中以紅光（632.8nm）最常用。 HeNe雷射產生器輸出的光束呈高斯分佈，光束品質非常穩定。雖然功率不高，但是在精密測量領域有著不錯的表現。
常見的惰性氣體雷射產生器有氬離子（Ar+）和氪離子（Kr+）。其能量轉換率可達0.6%，可長期連續穩定輸出30-50w功率，壽命超過1000h。主要應用於雷射顯示、拉曼光譜、全像術、非線性光學等研究領域，以及醫療診斷、印刷分色、計量材料處理和資訊處理等。
金屬蒸氣雷射產生器以銅蒸氣為例。銅蒸氣雷射產生器主要輸出綠光（510.5nm）和黃光（578.2nm），平均功率可達100w，峰值功率100kw。其主要應用領域為染料雷射產生器的泵浦源。此外，還可用於高速閃光攝影、大螢幕投影電視和材料加工。
氮分子雷射產生器採用氮氣作為增益介質，可發射337.1 nm、357.7 nm、315.9 nm的紫外光，峰值功率可達45kw。可作為有機染料雷射產生器的泵浦光源，也廣泛應用於同位素雷射分離、螢光診斷、超高速攝影、污染檢測、醫療衛生、農業育種等領域。由於其波長短，更容易聚焦獲得小光斑，因此也可用於加工亞微米元件。
增益介質中使用的 CO2 雷射發生器是二氧化碳與氦氣和氮氣的混合，可以輸出以9.6μm和10.6μm波長為中心的遠紅外光。發生器能量轉換率高，輸出功率可從幾瓦到數萬瓦，極高的光束品質使得 CO2 雷射發生器廣泛應用於材料加工、科學研究、國防和醫學等領域。你會遇見不一樣的 CO2 雷射切割機 以及 雷射雕刻機 用於在日常生活和工作中雕刻和切割木材、中密度纖維板、膠合板、織物、皮革、玻璃、塑膠和壓克力。
準分子是不穩定的分子，在諧振腔中充滿不同稀有氣體和鹵素氣體的混合物，以產生不同波長的雷射。激發通常透過相對論性電子束（能量大於200 keV）或橫向快速脈衝放電來實現。當激發態準分子的不穩定分子鍵斷裂並解離成基態原子時，激發態的能量以雷射輻射的形式釋放出來。廣泛應用於醫療、光通訊、半導體顯示、遙感、雷射武器等領域。
化學雷射產生器是一種特殊類型的氣體雷射系統，利用化學反應釋放的能量來實現粒子數反轉。它們大多以分子躍遷模式工作，典型的波長範圍在近紅外線到中紅外光譜區域。最重要的是氟化氫（HF）和氟化氘（DF）裝置。前者可以輸出15至2.6微米之間超過3.3條譜線；後者在 25 至 3.5 微米之間有大約 4.2 條譜線。這兩種設備目前都能夠輸出數兆瓦的功率。由於其能量龐大，一般用於核子工程和軍事領域。
染料雷射發生器
染料雷射產生器使用有機染料作為雷射介質，通常是液體溶液。染料雷射產生器通常可以在比氣態和固態雷射介質更廣泛的波長範圍內使用。它們的寬頻寬使其特別適合可調諧和脈衝雷射產生器。但由於其介質壽命短、輸出功率有限，基本上被鈦藍寶石等波長可調諧固體雷射取代。
二極體雷射產生器
二極體雷射產生器是利用半導體材料作為工作物質的雷射系統。激發方式有3種：電注入、電子束激發及光泵浦。體積小、價格低、效率高、壽命長、功耗低，可應用於電子資訊、雷射列印、雷射筆、光通訊、雷射電視、小型雷射投影機、電子資訊、整合光學等領域。
光纖雷射產生器
光纖雷射產生器是指採用摻稀土元素的玻璃光纖作為增益介質的一類雷射系統。廣泛應用於金屬和非金屬列印、打標、雕刻、鑽孔、切割、清潔、焊接（釬焊、水淬、熔覆和深焊接）、軍事、國防和安全、醫療設備、大型基礎設施等領域。你會遇見 光纖雷射雕刻機 對於個性化的文字和圖案， 光纖雷射切割機 用於金屬製造， 光纖雷射清洗機 用於除鏽、脫漆和去除塗層， 光纖雷射焊接機 用於您生活中的金屬接頭。
自由電子雷射產生器
自由電子雷射產生器是一種區別於傳統雷射產生器的新型高功率相干輻射源。它不需要氣體、液體或固體作為工作材料，而是直接將高能量電子束的動能轉換為相干輻射能。因此，也可以認為自由電子雷射產生器的工作物質是自由電子。它具有高功率、高效率、寬波長調諧範圍、超短脈衝時間結構等一系列優良特性。除此之外，還沒有任何雷射發生器能夠同時具備這些功能。它在物理研究、雷射武器、雷射聚變、光化學、光通訊等領域具有可觀的前景。
