1、雷射工作介質
雷射的產生必須選擇合適的工作介質，可以是氣體、液體、固體或半導體。在這種介質中可以實現粒子數反轉，以製造獲得雷射的必要條件。
顯然亞穩態能級的存在，對實現粒子數反轉世非常有利的。現有工作介質近千種，可產生的雷射波長包括從真空紫外道遠紅外，非常廣泛。
2、激勵源
為了使工作介質中出現粒子數反轉，必須用一定的方法去激勵原子體系，使處於上能級的粒子數增加。
一般可以用氣體放電的辦法來利用具有動能的電子去激發介質原子，稱為電激勵；也可用脈衝光源來照射工作介質，稱為光激勵；還有熱激勵、化學激勵等。
各種激勵方式被形象化地稱為泵浦或抽運。為了不斷得到雷射輸出，必須不斷地「泵浦」以維持處於上能級的粒子數比下能級多。
3、諧振腔
有了合適的工作物質和激勵源後，可實現粒子數反轉，但這樣產生的受激輻射強度很弱，無法實際應用。於是人們就想到了用光學諧振腔進行放大。
所謂光學諧振腔，實際是在雷射器兩端，面對面裝上兩塊反射率很高的鏡。一塊幾乎全反射，一塊光大部分反射、少量透射出去，以使雷射可透過這塊鏡子而射出。
被反射回到工作介質的光，繼續誘發新的受激輻射，光被放大。因此，光在諧振腔中來回振蕩，造成連鎖反應，雪崩似的獲得放大，產生強烈的雷射，從部分反射鏡子一端輸出。
下面以紅寶石雷射器為例來說明雷射的形成。工作物質是一根紅寶石棒。紅寶石是摻入少許3價鉻離子的三氧化二鋁晶體。實際是摻入質量比約為0.05%的氧化鉻。
由於鉻離子吸收白光中的綠光和藍光，所以寶石呈粉紅色。1960年梅曼發明的雷射器所產用的紅寶石是一根直徑0.8cm、長約8cm的圓棒。兩端面是一對平行平面鏡，
一端鍍上全反射膜，一端有10%的透射率，可讓雷射透出。
紅寶石雷射器中，用高壓氙燈作「泵浦」，利用氙燈所發出的強光激發鉻離子到達激發態E3，被抽運到E3上的電子很快（～10－8s）通過無輻射躍遷到E2。E2是亞穩態能級，
E2到E1的自發輻射機率很小，壽命長達10-3s，即允許粒子停留較長時間。於是，粒子就在E2上積聚起來，實現E2和E1兩能級上的粒子數反轉。
從E2到E1受激發射的波長是694.3nm的紅色雷射。由脈衝氙燈得到的是脈衝雷射，每一個光脈衝的持續時間不到1ms，每個光脈衝能量在10J以上；
也就是說，每個脈衝雷射的功率可超過10kW的數量級。注意到上述鉻離子從激發到發出雷射的過程中涉及到三條能級，故稱為三能級系統。