Hay tres tipos de láseres: de estado sólido, gaseoso y líquido. Si bien todos funcionan de acuerdo con los mismos principios generales, se diferencian en función del medio que emplean para crear la acción del láser.
En los láseres de estado sólido, una corriente eléctrica bombea electrones al medio láser, generalmente un semiconductor, excitando los electrones que están fijos en el medio. Impulsados a estados de mayor energía, una condición conocida como inversión de población, los electrones excitados se desintegran rápidamente a estados de menor energía, liberando el exceso de energía en forma de fotones. Los espejos cuidadosamente colocados hacen rebotar fotones que los golpean en ángulos de 90 grados hacia adelante y hacia atrás, estimulando a su vez a otros electrones excitados para que emitan fotones con longitudes de onda, direcciones de propagación y polarizaciones idénticas; este es un proceso llamado amplificación. Debido a que los espejos tienen una reflectividad desigual, los fotones finalmente pueden escapar y su salida constituye la acción del láser.
Los primeros láseres de estado sólido basados en semiconductores se construyeron en 1963. Antes de eso, y comenzando con el primer láser construido en 1958, los láseres de estado sólido se basaban en aislantes, por lo general utilizaban un medio de vidrio o cristal como el rubí que era bombeado por otro. fuente de luz no láser para lograr una inversión de población. A medida que se desarrolló la tecnología, se utilizaron láseres para bombear otros láseres. Los láseres de estado sólido tienen una variedad de aplicaciones médicas e industriales.
Los láseres de gas aparecieron por primera vez en 1960. Inicialmente, usaban una mezcla de helio y neón como medio, y posteriormente el dióxido de carbono. En ambos casos, una corriente eléctrica de alto voltaje y alta frecuencia crea una descarga eléctrica en un tubo que contiene el gas, lo que lleva a una inversión de la población. Los láseres de gas también pueden usar medios más potentes y volátiles como el hidrógeno y el flúor, ambos se encuentran comúnmente en el combustible de cohetes, donde la combustión de los gases actúa como una bomba. Los láseres de gas son generalmente los láseres más potentes y se mencionan con frecuencia en relación con aplicaciones militares quijotescas, también conocidas como «rayos de la muerte».
Los láseres líquidos emplean compuestos coloreados transportados por un disolvente, que luego se bombean a través de otras fuentes de luz hasta el punto en que los electrones ocupan niveles de energía más altos. Se puede utilizar una amplia gama de materiales, incluidos cobre, cromo, tintes, sales metálicas o incluso gelatina. Con un flujo controlado de fluido que pasa sobre la bomba, los láseres de líquido se estabilizan más fácilmente que otros tipos de láseres, lo que los hace útiles en la separación de isótopos, la medición y la fabricación de circuitos integrados.