A lézer három fő funkcionális alkotóeleme

Alézera szivattyúforrás, a nyereségközeg és a rezonáns üreg.

A szivattyúforrás biztosítja a lézer fényforrását. A nyereségközeg (más néven működő közeg) elnyeli a szivattyú forrás által biztosított energiát és erősíti a fényt. A rezonáns üreg képezi az áramkört a szivattyú forrás és a erősítő táptalaj között, és a rezonáns üreg kiválasztott módban oszcillál, hogy lézerfényt előállítson.

A szivattyúforrás, mint energiaforrás, fotonokat generál a nyereségközeg izgatására. A szivattyú forrás által kibocsátott fotonok a részecskéket az alapállapotból a nagyobb energiaszintre, a populáció inverzióját elérve. A gerjesztési mechanizmusok közé tartozik az optikai gerjesztés (optikai szivattyúzás), a gázkibocsátás gerjesztése, a kémiai gerjesztés és a nukleáris gerjesztés. Jelenleg a nagy teljesítményű félvezető lézereket (LDS) általában szivattyúforrásokként használják, elsősorban az elektromos energia fényenergiává történő átalakításához.

A nyereségközeg eléri a populáció inverzióját és felerősíti a fényt, és meghatározza a kimeneti lézer hullámhosszát is. A táplálék lehet folyadékok, gázok vagy szilárd anyagok. A folyadékok tartalmazzák a szerves oldatokat, a gázok tartalmazzák a szén -dioxidot, a szilárd anyagok között a rubin. Az erősítő táptalaj alapvető követelménye, hogy stimuláció után fotonokat generáljon, ahelyett, hogy a fényt hőre alakítaná. A benne lévő részecskéknek viszonylag elkülönítettnek kell lenniük, lehetővé téve az energiaszintek közötti átmenetek bekövetkezését.

A rezonáns üreg elsősorban a "tárolás" és a "tisztító" lézerlámpa célját szolgálja. A rezonáns üreg általában két tükrből áll, de a csatlakozók felhasználhatók különféle gyűrűs rezonátorok kialakításához. A fotonok előre-hátra ugrálnak a tükrök között, folyamatosan indukálva a stimulált sugárzást a nyereségközegben és nagy intenzitású lézerfényt generálva. Ezenkívül a rezonáns üreg biztosítja, hogy az üregben lévő fotonok következetes frekvenciájú/hullámhosszúsággal, fázissal és irányban legyenek, ami kiváló irányítást és koherenciát eredményez a lézerfényben.