激光器通常由工作介质、泵浦源和谐振腔三部分组成。其工作原理基于光子的受激发射跃迁过程。当泵浦源将能量传递给工作介质中的原子或分子时，使它们从低能级跃迁到高能级，形成粒子数反转状态。此时，当一个光子通过增益介质时，如果它的能量与激发态原子或分子的能量差匹配，这些激发态的粒子就会被诱导回到基态，同时释放出一个与入射光子频率、相位、方向和偏振状态相同的光子，这就是受激辐射。谐振腔由两个镜子组成，一个镜子对光高度透射，另一个镜子高度反射，它确保光子在增益介质中来回反射，增加与增益介质相互作用的机会，从而增强光的强度，当光强度达到一定程度，满足激光振荡的阈值条件时，就会产生激光输出。
除了基因测序，全固态激光器在生物工程的其他领域也展现出广泛的应用前景。例如，在单细胞分选中，流式细胞术和拉曼精确分选技术均依赖于激光器的精确控制。流式细胞术通过检测悬浮于流体中的微小颗粒标记的荧光信号进行高速、逐一的细胞定量分析和分选，而拉曼精确分选技术则结合拉曼光谱、荧光标记、图像分析等多种细胞识别方法，实现功能性/特异性单细胞的分选与分析。这些技术为免疫分型、倍体分析、细胞计数以及绿色荧光蛋白表达分析等一系列应用提供了有力工具。
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