模塊化拉曼激光器中,主要的工作物質由,氮氣,氦氣三種氣體組成。其中準分子激光器是產生激光輻射的氣體、氮氣及氦氣為輔助性氣體。加入其中的氦,可以加速010能級熱弛預過程,因此有利于激光能級100及020的抽空。氮氣加入主要在激光器中起能量傳遞作用,為模塊化拉曼激光器上能級粒子數的積累與大功率率的激光輸出起到強有力的作用。模塊化拉曼激光器的激發條件:放電管中,通常輸入幾十mA或幾百mA的直流電流。放電時,放電管中的混合氣體內的氮分子由于受到電子的撞擊而被激發起來。這時受到激發的氮分子便和CO?分子發生碰撞,N2分子把自己的能量傳遞給CO2分子,CO分子從低能級躍遷到高能級上形成粒子數反轉發出激光。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產生激光的*的條件是粒子數反轉和增益大過損耗，所以裝置中*的組成部分有激勵（或抽運）源、具有亞穩態能級的工作介質兩個部分。
近年來，模塊化拉曼激光器技術發展迅速，輸出波長范圍覆蓋可見光中紅外波段，大輸出功率超過千瓦。在功率提升方面，拉曼光纖激光器技術的發展脈絡可概括為：激光振蕩器、主振功率放大器和抽運/信號集成放大器。在重要科研應用的驅動下，窄線寬拉曼光纖放大器技術得到顯著發展。另外，模塊化拉曼激光器技術還有一些新的擴展，包括包層抽運、二極管直接抽運以及拉曼光纖激光合束等，未來發展潛力巨大。
模塊化拉曼激光器不但具有一般氣體激光器的高度相干性和頻率穩定性的特點,而且還具有另外三個的特點:
(1)工作波長處于大氣“窗口”,可用于多路遠距離通訊和紅外雷達。
(2)大功率和率(目前,氬離子激光器高連續波輸出功率為100瓦,其效率為0.17%,模塊化拉曼激光器的連續波輸出功率一般為毫瓦,其效率約為0.1%,而二氧化碳分子激光器連續波輸出功率高達1200瓦,其效率為17%)。
(3)結構簡單,使用一般工業氣體,操作簡單,價格低廉。由此可見,隨著研究工作的進展、新技術的使用,輸出功率和效率會不斷提高,壽命也會不斷增長,將會出現一系列新穎的應用。例如大氣和宇宙通訊、相干探測和導航、超外差技術和紅外技術等。
