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鐳射（英語：Laser，全稱Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，意思是「通過受激輻射線的放射達到光的放大」）指通過受激輻射放大和必要的反饋，產生準直、單色、相干的光束的過程及儀器。而基本上，產生鐳射需要「共振腔」（resonator）、「增益介質」（gain medium）及「激發來源」（pumping source）這三個要素。

原理

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主要部件
1. 活躍鐳射介質
2. 光泵浦能量
3. 高反射率反射鏡
4. 輸出功率耦合器
5. 鐳射光束

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從星火光程實驗室射向空中一點處的三條綠色鐳射束。
原子的運動狀態可以分為不同的能級，當原子從高能級向低能級躍遷時，會釋放出相應能量的光子（所謂自發輻射）。同樣的，當一個光子入射到一個能級系統併為之吸收的話，會導致原子從低能級向高能級躍遷（所謂受激吸收）；然後，部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級並釋放出光子（所謂受激輻射）。這些運動不是孤立的，而往往是同時進行的。當我們創造一種條件，譬如採用適當的媒質、共振腔、足夠的外部電場，受激輻射得到放大從而比受激吸收要多，那麼總體而言，就會有光子射出，從而產生鐳射。

粒子數反轉
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。為了達到光的加強，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。出於這個原因二級系統是無法實現鐳射的。鐳射更多是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。由此鐳射媒介被激發為高能態，佔據逆轉得到實現。

分類
根據產生鐳射的媒質，可以把鐳射器分為液體鐳射器、氣體鐳射器和固體鐳射器等。而現在最常見的半導體鐳射器算是固體鐳射器的一種。

氣體鐳射器
介質是氣體的鐳射器，此種鐳射器通過放電得到激發。

氦氖鐳射器：最重要的紅光放射源（632,8 nm ）。

二氧化碳鐳射器：波長約10,6 μm （紅外線），重要的工業鐳射。

一氧化碳鐳射器：波長約 6-8 μm （紅外線），只在冷卻的條件下工作。

氮氣鐳射器：337,1 nm (紫外線)。

氬離子鐳射器：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）。

氦鎘鐳射器：最重要的藍光(442nm) 和近紫外鐳射源(325nm)。

氪離子鐳射器 :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)。

氧離子鐳射器

氙離子鐳射器

混合氣體鐳射器：不含純氣體，而是幾種氣體的混合物（一般為氬，氪等）。

準分子鐳射器：比如，KrF (248 nm), XeF (351-353 nm), ArF (193 nm), XeCl (308 nm), F2 (157 nm) (均為紫外線)。

金屬蒸汽鐳射器：比如銅蒸汽鐳射器，波長介於510,6 和 578,2 nm之間。由於很好的加強性，可以不用諧振鏡。

金屬鹵化物鐳射器：比如溴化銅鐳射器，波長介於510,6 和 578,2 nm之間。由於很好的加強性，可以不用諧振鏡。
化學激發鐳射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。

鹽酸鐳射器

碘鐳射器

構成
鐳射器大多由激勵系統、鐳射物質和光學諧振腔三部分組成。激勵系統就是產生光能、電能或化學能的裝置。目前使用的激勵手段，主要有光照、通電或化學反應等。鐳射物質是能夠產生鐳射的物質，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，是用來加強輸出鐳射的亮度，調節和選定鐳射的波長和方向等。

應用
鐳射應用很廣泛，主要有光纖通信, 鐳射光譜、鐳射測距、鐳射雷達、鐳射切割、鐳射武器、鐳射唱片等等。

歷史
愛因斯坦在二十世紀三十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，因為前提是必須有佔據逆轉存在。而這在一個二級系統中是不可能的。首先人們想到了三級系統，而且計算證實了輻射的穩定性。
1958年，美國科學家肖洛和湯斯發現了一種神奇的現象：當他們將內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"鐳射原理"，即物質在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵時，都會產生這種不發散的強光--鐳射。他們為此發表了重要論文。
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。1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣佈獲得了波長為0.6943微米的鐳射，這是人類有史以來獲得的第一束鐳射，梅曼因而也成為世界上第一個將鐳射引入實用領域的科學家。
1960年7月7日，梅曼宣佈世界上第一臺鐳射器由誕生，梅曼的方案是，利用一個高強閃光燈管，來刺激在紅寶石色水晶里的鉻原子，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。
前蘇聯科學家H.Γ.巴索夫於1960年發明了半導體鐳射器。半導體鐳射器的結構通常由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。在八十年代後期，半導體技術使得更高效而耐用的半導體鐳射二極體成為可能，這些在小功率的CD和DVD光碟機和光纖數據線中得到使用。在九十年代，高功率的鐳射激發原理得到實現，比如片狀鐳射和纖維鐳射。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鐳射和Nd:YAG-鐳射。千年之交鐳射的非線性得到利用，來製造X射線脈衝（來跟蹤原子內部的過程）藍光和紫外線鐳射二極體已經開始進入市場。現在，鐳射已成為工業，通訊，科學及電子娛樂中的重要設備。

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