Основными элементами излучателя лазера являются активная среда, где происходит преобразование энергии внешнего источника в энергию электромагнитных колебаний оптического или инфракрасного диапазона волн, и оптический резонатор, в котором формируются частотные и пространственные характеристики генерируемого лазером излучения. В качестве источников излучения в ЛЛС используются лазеры, генерирующие в узком спектральном диапазоне короткие мощные импульсы излучения с малой угловой расходимостью.

В зависимости от типа активной среды различают твердотельные, газовые, жидкостные и полупроводниковые лазеры. В твердотельных лазерах активные центры создаются ионами примеси в кристаллической решетке или в стекле. Активные элементы лазера на рубине изготавливаются в виде стержней с отполированными торцевыми поверхностями, на которые нанесены зеркальные покрытия. В лазерах на иттрий-алхюминиевом гранате активный элемент накачивается лампой непрерывного горения, а изменение добротности осуществляется внутрирезонаторным переключателем добротности. В газовых лазерах активной средой являются газ, смесь нескольких газов или смесь газа с парами металлов. В полупроводниковых диодных лазерах простейшим способом получения инверсии населенностей носителей заряда является инжекция в область перехода неравновесных носителей тока. В результате пропускания сильного тока в проводящем направлении в зоне проводимости образуется избыток электронов, а в валентной зоне — избыток дырок. Напряжение, приложенное к полупроводниковому диоду, вызывает спонтанное излучение на длине волны, определяемой шириной запрещенной зоны полупроводника.