註釋
激光（英語：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，縮寫為LASER，或laser），內地也稱"激光"，台灣通稱"雷射"，是指通過受激輻射而產生，放大的光，即受激輻射的光放大。特點是單色性極好，發散度極小，亮度（功率）可以達到很高。產生激光需要「激發來源」，「增益介質」，「共振結構」這三個要素。
歷史
愛因斯坦在1930年代描述了原子的受激輻射。在此之後人們很長時間都在猜測，這個現象可否被用來加強光場，因為前提是介質必須存在?群數反轉（或譯居量反轉）的狀態。在一個二級系統中，這是不可能的。人們首先想到用三級系統，而且計算證實了輻射的穩定性。
1958年，美國科學家查爾斯·湯斯和阿瑟·肖洛發現了一種神奇的現象：當他們將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時，晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據這一現象，他們提出了"激光原理"，即物質在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發時，都會產生這種不發散的強光--激光。他們為此發表了重要論文，並分別獲得1964年和1981年的諾貝爾物理學獎。
肖洛和湯斯的研究成果發表之後，各國科學家紛紛提出各種實驗方案，但都未獲成功。
紅寶石激光器的發現：1960年5月16日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。 他的方案是，利用一個高強閃光燈管，來刺激紅寶石。紅寶石在物理上是一種摻有鉻原子的剛玉，當紅寶石受到刺激時，就會發出一種紅光。在一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鑽一個孔，使紅光可以從這個孔溢出，從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱，當它射向某一點時，可使其達到比太陽表面還高的溫度。
半導體激光器的發現：前蘇聯科學家尼古拉·巴索夫於1960年發明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由p層、n層和形成雙異質結的有源層構成。其特點是：尺寸小、p合效率高、響應速度快、波長和尺寸與光纖尺寸適配、可直接調製、相干性好。
在1980年代後期，半導體技術使得更高效而耐用的半導體激光二極管成為可能，這些在小功率的CD和DVD光驅和光纖數據線中得到使用。
在1990年代，高功率的激光激發原理得到實現，比如片狀激光和纖維激光。後者由於新的加工技術和20kW的高功率不斷地被應用到材料加工領域中，從而部分的替代了CO2激光和Nd:YAG-激光。
2000年代，激光的非線性得到利用，來製造X射線脈衝（來跟蹤原子內部的過程）；另一方面，藍光和紫外線激光二極管已經開始進入市場。在2009年，中國研製出一種名為氟代硼鈹酸鉀（KBBF）的晶體，可用於激發深紫外線激光，一旦成功應用，可令每片光碟的容量超過1TB，亦使半導體上可儲存的電路密度大幅提高。
現在，激光器已成為工業、通訊、科學及電子娛樂中的重要設備。
原理
從星火光程實驗室射向空中一點處的三條綠色激光束。
" 受激輻射
電子的運動狀態可以分為不同的能級，電子從高能級向低能級躍遷時，會釋放出相應能量的電磁波（所謂自發輻射）。一般的發光體中，這些電子釋放光子的動作是隨機的，所釋放出的光子也沒有相同的特性，例如鎢絲燈發出的光。
當外加能量以電場、光子、化學等方式注入到一個能級系統並為之吸收的話，會導致電子從低能級向高能級躍遷（所謂受激吸收），當自發輻射產生的光子碰到這些因外加能量而躍上高能級的電子時，這些高能級的電子會因受誘導而遷到低能級並釋放出光子（所謂受激輻射），受激輻射的所有光學特性跟原來的自發輻射包括：頻率、相位、前進方向等會是一樣的，這些受激輻射的光子碰到其他因外加能量而躍上高能級的電子時，又會再產更多同樣的光子，最後光的強度越來越大（即光線能量被放大了），而與一般的光不同的是所有的光子都有相同的頻率、相位(同調性)、前進方向。
要做到光放大，就要產生一個高能級電子比低能量級電子數目多的環境，即群數反轉，這樣才有機會讓高能級電子碰上光子來釋放新的光子，而不是隨機釋放。
一般激光發產生器有三個基本要素：
「激發來源」（pumping source）：把能量供給低能級的電子，激發使其成為高能級電子，能量供給的方式有電苛放電、光子、化學作用…。
「增益介質」（gain medium）：被激發、釋放光子的電子所在的物質，其物理特性會影響所產生激光的波長等特性。
「共振腔」（optical cavity/optical resonator）：是兩面互相平行的鏡子，一面全反射，一面半反射。作用是把光線在反射鏡間來回反射，目的是使被激發的光經過增益介質多次以得到足夠的放大，當放大到可以穿透半反射鏡時，激光便從半反射鏡發射出去。因此，此半反鏡也被稱為輸出耦合鏡（output coupler）。兩鏡面之間的距離也對輸出的激光波長有?選擇作用，只有在在兩鏡間的距離能產生共振的波長才能產生激光。
" 群數反轉（population inversion）
在一個二級系統中，一個電子自低能級向高能級躍遷和自高能級向低能級躍遷的機率是一樣的。為了達到光放大的作用，在高能級必須有更多的電子，使得受激輻射發生的機率更高。這個狀態稱為佔據逆轉。出於這個原因，所以以光子激發的二級系統是無法實現激光的，所以激光一般是以通過三級系統和四級系統得到實現。在三級系統中，電子受激躍遷到高能級後，便很快轉為亞穩態。由此激光媒介被激發為高能態，佔據逆轉得到實現。
「激光」的中文一詞的來歷
1960年7月7日，美國科學家梅曼發明了第一台激光器，1961年，中國大陸第一台激光器在中科院長春光機所由王之江等研製成功。但當時中國並沒有激光一詞，中國科學界對它的英文的翻譯多種多樣，例如「光的受激輻射放大器」、「光量子放大器」這些名字顯然太長，不利於稱呼。還有一些音譯，如「萊塞」或者「鐳射」。也就是Laser一字其實是多個單字的合體。
命名的混亂給科學界、教育界帶來極大的不便，1964年冬天，中國全國第三屆光量子放大器學術報告會在上海召開，這次會議的一項重要議程，就是研究並通過對幾個專有名詞的統一命名。會議召開前，《光受激發射情報》雜誌編輯部給中國著名科學家錢學森寫了一封信，請他給Laser取一個中文名字。不久，錢學森就回信給編輯部，建議命名為「激光」。這一名字體現了光的本質、又描述了這類光和傳統光的不同，即「激」體現了受激發生，激發態等意義。這一名稱提交到第三次光量子放大器學術報告會討論，受到了與會者的一致贊同。從此中國大陸對Laser這一年輕的新生事物有了統一而有意義的漢語名稱。
不過今天在台灣仍然通用「雷射」這個名稱，在港澳地區「激光」和「雷射」兩詞都通用。
種類和工作原則
激光器的分類有很多方式，例如按照工作狀態、工作物質的種類、輸出波長的波段、輸出激光波長是否可以調節、激光器的用途等特點分類
按工作狀態分
" 連續激光器
" 脈衝激光器
o 調Q（輸出脈寬可以達到納秒級別）通過改變諧振腔的Q值，把儲存在激活媒質中的能量瞬時釋放出來，以獲得一定脈衝寬度的激光強輻射的方法。Q：品質因數，用來表示諧振腔的質量，定義為Q=(2π/T)*（諧振腔內儲存的能量/每秒損失的能量）、T為周期時間
" 電光調Q
" 聲光調Q
" 染料調Q
o 鎖模（輸出脈寬可以壓縮到飛秒級別）
按工作物質分
根據產生激光的媒質，可以把激光器分為液體激光器、氣體激光器和固體激光器等。而現在最常見的半導體激光器算是固體激光器的一種。
氣體激光器
介質是氣體的激光器，此種激光器通過放電得到激發。
" 氦氖激光器：最重要的紅光放射源（632.8 nm）。
" 二氧化碳激光器：波長約10.6 μm（紅外線），重要的工業激光。
" 一氧化碳激光器：波長約6-8 μm（紅外線），只在冷卻的條件下工作。
" 氮氣激光器：337.1 nm（紫外線）。
" 氬離子激光器：具有多個波長，457.9 nm（8%）、476.5 nm（12%）、488.0 nm（20%）、496.5 nm（12%）、501.7 nm（5%）、514.5 nm（43%，由藍光到綠光）。
" 氦鎘激光器：最重要的藍光（442nm）和近紫外激光源（325nm）。
" 氪離子激光器：具有多個波長，350.7nm、356.4nm、476.2nm、482.5nm、520.6nm、530.9nm、586.2nm、647.1nm（最強）、676.4nm、752.5nm、799.3nm（從藍光到深紅光）。
" 氧離子激光器
" 氙離子激光器
" 混合氣體激光器：不含純氣體，而是幾種氣體的混合物（一般為氬、氪等）。
" 準分子激光器：比如KrF（248 nm）、XeF（351-353 nm）、ArF（193 nm）、XeCl（308 nm）、F2（157 nm，均為紫外線)。
" 金屬蒸汽激光器：比如銅蒸汽激光器，波長介於510.6-578.2 nm之間。由於很好的加強性，可以不用諧振鏡。
" 金屬鹵化物激光器：比如溴化銅激光器，波長介於510.6-578.2 nm之間。由於很好的加強性，可以不用諧振鏡。
化學激發激光器是一種特殊的形式。激發通過媒介中的化學反應來進行。媒介是一次性的，使用後就被消耗掉了。對於高功率的條件及軍事領域是非常理想的。
" 鹽酸激光器
" 碘激光器
固體激光器
介質是固體的激光器，此種工作物質通過燈、半導體激光器陣列、其他激光器光照泵浦得到激發。熱透鏡效應是大多數固體激光器的一項缺陷。
" 紅寶石激光器：世界上第一台激光器，1960年7月7日，美國青年科學家梅曼宣布世界上第一台激光器由誕生，這台激光器就是紅寶石激光器。
" Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石）：最常用的固體激光器，工作波長一般為1064nm，這一波長為四能級系統，還有其他能級可以輸出其他波長的激光。
" Nd:YVO4（摻釹釩酸釔）：低功率應用最廣泛的固體激光器，工作波長一般為1064nm，可以通過KTP,LBO非線性晶體倍頻後產生532nm的激光器進行波長的轉換。
" Yb:YAG（摻鐿釔鋁石榴石）：適用於高功率輸出，這種材料的碟片激光器在激光工業加工領域有很強優勢。
" 鈦藍寶石激光器：具有較寬的波長調節範圍（670nm～1200nm）
光纖激光器
光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器。
Photonic crystal lasers
半導體激光器
一個5.6毫米商用半導體二極管,可能是來自CD或者DVD播放器
半導體激光器是電驅動的二極管。施加電流產生的大量電子與電洞複合時，便產生受激發射作用的光增益。在晶體的解理面端點處的反射形成光學諧振腔，通常是利用兩種不同的材料來形成共振腔，儘管有些設計是把諧振腔放在半導體晶體的外面。
商業激光二極管的發射波長是從375nm到3500nm。低到中等功率激光二極管被應用於激光打印機和CD/DVD播放機。應用於工業切割焊接，工業激光二極管的最高功率已經達到了10 kW (70dBm) 。
染料激光器
染料激光器使用有機染料作為增益介質。
自由電子激光器
自由電子激光器（Free electron lasers），或FEL，是以自由電子為工作物質，將高能電子束的能量轉換成激光的裝置，具有短波長、大功率、高效率和波長可調節的特性，波長從微波，到太赫茲輻射和紅外線，到可見光譜，到軟X-射線。
Bio laser
活細胞可以基因改造工程產生綠色螢光蛋白（GFP）。綠色螢光蛋白（GFP）被用作激光的「增益介質」，光放大就發生在GFP。
構成
激光器大多由激發系統、激光介質和光學諧振腔三部分組成。激發系統就是產生光能、電能或化學能的裝置。目前使用的激發手段，主要有光照、通電或化學反應等。激光介質是能夠產生激光的物質，如紅寶石、鈹玻璃、氖氣、半導體、有機染料等。光學諧振腔的作用，是用來放大加強輸出激光的亮度(強度)，調節和選定激光的波長和方向等。
應用
激光器用途廣泛，其大小尺寸從顯微鏡下的二極管激光器（上圖），到足球場大小的釹玻璃激光器（下圖），用於inertial confinement fusion, 核武器研究和其他高能密度的物理試驗。
激光應用很廣泛，主要有光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光切割、激光唱片、激光掃瞄、激光滅蚊器等等。
第一次使用激光在大眾日常生活中是超市條碼掃描儀，於1974年推出。光盤在1978年推出，是包括激光的第一個成功的消費產品，但光盤播放器是第一個裝備有激光器的常見設備。緊接?，在1982年開始出現激光打印機。
一些其他用途有:
" 醫學: 無血手術,激光治療, 手術治療, 腎結石治療, 激光矯視, 牙科
" 工業:切割, 焊接,材料熱處理,打標記,非接觸性測量
" 軍事:目標標記，彈藥制導, 導彈防禦,激光武器
" 司法: 指紋探測，
" 科研: 光譜學
" 生產/商業應用:激光打印機, 光盤, 條碼掃描儀,激光指示器,
" 激光燈光顯示:激光燈光秀
" 美容手術皮膚治療: 激光美容
" 建築:準持，量測
在2004年，不包括二極管激光器，約有131,000個激光器的銷售，價值為21.9億美元。同年，共售出約7.33億二極管激光器，價值為32億美元。
