1964年10月，中國科學院長春光(guang)機(ji)所主辦(ban)的(de)《光(guang)受激(ji)(ji)發射情(qing)報(bao)》（其前身(shen)為(wei)《光(guang)量子放大(da)專刊》）雜志編輯部致信錢(qian)學森，請他(ta)為(wei)LASER取一個中文(wen)(wen)名字(zi)，錢(qian)學森建(jian)議(yi)中文(wen)(wen)名為(wei)“激(ji)(ji)光(guang)”。同年12月，上海召開第三屆光(guang)量子放大(da)器學術會(hui)議(yi)，由嚴濟慈主持(chi)，討論后正(zheng)式采納錢(qian)學森的(de)建(jian)議(yi)，將“通(tong)過輻射受激(ji)(ji)發射的(de)光(guang)放大(da)”的(de)英文(wen)(wen)縮寫LASER正(zheng)式翻(fan)譯為(wei)“激(ji)(ji)光(guang)”。隨后，《光(guang)受激(ji)(ji)發射情(qing)報(bao)》雜志也改名為(wei)《激(ji)(ji)光(guang)情(qing)報(bao)》
光(guang)與物(wu)質(zhi)的(de)相(xiang)互作用(yong)，實質(zhi)上是組成物(wu)質(zhi)的(de)微(wei)觀(guan)粒子吸收或輻(fu)射光(guang)子，同時改變自身運動狀況(kuang)的(de)表現。
微(wei)觀粒(li)子(zi)都具有特(te)定的一套能級(ji)(ji)（通常這些能級(ji)(ji)是分立的）。任一時刻(ke)粒(li)子(zi)只能處在(zai)與某一能級(ji)(ji)相(xiang)對應的狀態（或者簡單地表述(shu)為(wei)處在(zai)某一個(ge)(ge)能級(ji)(ji)上）。與光子(zi)相(xiang)互作用時，粒(li)子(zi)從一個(ge)(ge)能級(ji)(ji)躍遷到另一個(ge)(ge)能級(ji)(ji)，并相(xiang)應地吸收或輻射(she)光子(zi)。光子(zi)的能量值為(wei)此兩能級(ji)(ji)的能量差(cha)△E，頻率為(wei)ν=△E/h（h為(wei)普朗克常量）。
1.受(shou)激(ji)吸(xi)(xi)收（簡稱(cheng)吸(xi)(xi)收）
處(chu)于較低(di)能級的(de)粒子(zi)(zi)在受(shou)到外(wai)界的(de)激發（即(ji)與(yu)其他的(de)粒子(zi)(zi)發生(sheng)了有能量交換的(de)相互作用，如(ru)與(yu)光子(zi)(zi)發生(sheng)非彈
性碰撞），吸(xi)收(shou)了能(neng)(neng)量(liang)(liang)時，躍遷(qian)到與此能(neng)(neng)量(liang)(liang)相對應的較高能(neng)(neng)級。這種躍遷(qian)稱為(wei)受激吸(xi)收(shou)。
2.自發輻射
粒(li)子(zi)受到激發而進入的激發態，不是粒(li)子(zi)的穩(wen)定狀(zhuang)態，如存在著(zhu)可以(yi)(yi)接納粒(li)子(zi)的較(jiao)低能級(ji)(ji)，即使沒有外界作用，粒(li)子(zi)也(ye)有一定的概率(lv)，自(zi)發地從高能級(ji)(ji)激發態（E2）向(xiang)低能級(ji)(ji)基(ji)態（E1）躍遷，同(tong)時(shi)輻(fu)射出(chu)能量為（E2-E1）的光子(zi)，光子(zi)頻率(lv) ν=（E2-E1）/h。這種輻(fu)射過程(cheng)稱為自(zi)發輻(fu)射。眾多原子(zi)以(yi)(yi)自(zi)發輻(fu)射發出(chu)的光，不具有相位、偏振態、傳(chuan)播方向(xiang)上(shang)的一致，是物(wu)理上(shang)所說的非相干光。
3.受激輻射、激光
1917年愛因(yin)斯坦從理論上指(zhi)出(chu)：除自(zi)發(fa)輻射(she)外，處(chu)于高(gao)能(neng)級E2上的粒(li)子還(huan)可以(yi)(yi)另一方式躍(yue)遷到較(jiao)低能(neng)級。他指(zhi)出(chu)當頻率(lv)為 ν=（E2-E1）/h的光子入射(she)時，也會引(yin)發(fa)粒(li)子以(yi)(yi)一定(ding)的概率(lv)，迅速(su)地(di)從能(neng)級E2躍(yue)遷到能(neng)級E1，同(tong)(tong)時輻射(she)一個(ge)與外來光子頻率(lv)、相位、偏振(zhen)態以(yi)(yi)及傳播方向都相同(tong)(tong)的光子，這個(ge)過程稱(cheng)為受激輻射(she)。
可以設想，如果大量原子(zi)(zi)處在(zai)高能(neng)級E2上，當有一個(ge)頻率 ν=（E2-E1）/h的(de)光(guang)(guang)子(zi)(zi)入射，從而激(ji)(ji)勵E2上的(de)原子(zi)(zi)產生(sheng)受(shou)激(ji)(ji)輻射，得(de)(de)到(dao)兩個(ge)特征(zheng)完全相(xiang)同的(de)光(guang)(guang)子(zi)(zi)，這(zhe)兩個(ge)光(guang)(guang)子(zi)(zi)再激(ji)(ji)勵E2能(neng)級上原子(zi)(zi)，又(you)使(shi)其產生(sheng)受(shou)激(ji)(ji)輻射，可得(de)(de)到(dao)四(si)個(ge)特征(zheng)相(xiang)同的(de)光(guang)(guang)子(zi)(zi)，這(zhe)意(yi)味著(zhu)原來的(de)光(guang)(guang)信號被(bei)(bei)放(fang)(fang)大了。這(zhe)種在(zai)受(shou)激(ji)(ji)輻射過程(cheng)中產生(sheng)并被(bei)(bei)放(fang)(fang)大的(de)光(guang)(guang)就是激(ji)(ji)光(guang)(guang)。
愛因斯坦1917提出受激輻射，激光器卻在1960年問世，相隔43年，為什么？主要原因是，普通光源中粒子產生受激輻射的概率極小。當頻率一定的光射入工作物質時，受激輻射和受激吸收兩過程同時存在，受激輻射使光子數增加，受激吸收卻使光子數減小。物質處于熱平衡態時，粒子在各能級上的分布，遵循平衡態下粒子的統計(ji)分布(bu)律(lv)。按統計(ji)分布(bu)規律(lv)，處在較低能(neng)(neng)級(ji)(ji)E1的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)必大于(yu)處在較高能(neng)(neng)級(ji)(ji)E2的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)。這(zhe)樣光穿過工作物質時(shi)，光的(de)(de)能(neng)(neng)量只會減弱不(bu)會加強。要(yao)想(xiang)使受(shou)激輻射(she)占優勢，必須使處在高能(neng)(neng)級(ji)(ji)E2的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)大于(yu)處在低能(neng)(neng)級(ji)(ji)E1的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)。這(zhe)種(zhong)分布(bu)正好(hao)與平衡態時(shi)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)分布(bu)相反(fan)，稱(cheng)為粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)反(fan)轉(zhuan)分布(bu)，簡稱(cheng)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)反(fan)轉(zhuan)。如何從技術上實(shi)現(xian)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)反(fan)轉(zhuan)是產(chan)生激光的(de)(de)必要(yao)條件。
理論研究表明，任何工作物質，在適當的激勵條件下，可在粒子體系的特定高低能級間實現粒子數反轉。若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1，E2和E1能級上的布居數密度為N2和N1，在兩能級間存在著自發發射躍遷、受激發射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發射躍遷所產生的受激發射光，與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此，大量粒子在同一相干輻射場激發下產生的受激發射光是相干的。受激發射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比于入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統計權重相等時，兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2
激光的理論基礎起源于物理學家愛因斯坦，1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論‘光與物質相互作用’。這一(yi)理論是說在(zai)(zai)組成物質的(de)(de)原子(zi)中，有不(bu)同(tong)(tong)數量的(de)(de)粒子(zi)（電子(zi)）分布在(zai)(zai)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)能(neng)(neng)級上(shang)，在(zai)(zai)高能(neng)(neng)級上(shang)的(de)(de)粒子(zi)受到某種光(guang)子(zi)的(de)(de)激(ji)(ji)發，會從高能(neng)(neng)級跳(tiao)到（躍遷）到低能(neng)(neng)級上(shang)，這時將會輻(fu)射(she)出與激(ji)(ji)發它的(de)(de)光(guang)相同(tong)(tong)性質的(de)(de)光(guang)，而且在(zai)(zai)某種狀態下，能(neng)(neng)出現(xian)(xian)一(yi)個弱光(guang)激(ji)(ji)發出一(yi)個強(qiang)光(guang)的(de)(de)現(xian)(xian)象。這就叫(jiao)做“受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)的(de)(de)光(guang)放(fang)大”，簡(jian)稱激(ji)(ji)光(guang)。
1951年，美國物理學家查爾(er)斯·哈德(de)·湯斯設想如果用(yong)(yong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)，而(er)不用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)線路，就(jiu)可以得到(dao)波(bo)(bo)長(chang)足夠小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)線電(dian)(dian)(dian)波(bo)(bo)。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)具(ju)有各種不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)形式，有些分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)正(zheng)好和(he)微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)波(bo)(bo)段范圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)(she)相同。問題(ti)是(shi)如何將這(zhe)(zhe)些振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)變為(wei)(wei)輻射(she)(she)。就(jiu)氨分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)來說，在(zai)適(shi)當(dang)(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)，它(ta)每秒振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)24，000，000，000次（24GHz），因此有可能(neng)(neng)發(fa)射(she)(she)波(bo)(bo)長(chang)為(wei)(wei)1.25厘米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)。 他設想通過(guo)熱或電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法，把能(neng)(neng)量泵入(ru)氨分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)中，使(shi)它(ta)們處于(yu)“激(ji)(ji)發(fa)“狀態。然(ran)后，再設想使(shi)這(zhe)(zhe)些受激(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)處于(yu)具(ju)有和(he)氨分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固有頻(pin)率相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)束中---這(zhe)(zhe)個微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)束的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量可以是(shi)很微(wei)(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。一(yi)(yi)個單(dan)獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)就(jiu)會(hui)(hui)受到(dao)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)束的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)，以同樣波(bo)(bo)長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)束波(bo)(bo)形式放(fang)出它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量，這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)能(neng)(neng)量又繼而(er)作用(yong)(yong)于(yu)另一(yi)(yi)個氨分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)，使(shi)它(ta)也放(fang)出能(neng)(neng)量。這(zhe)(zhe)個很微(wei)(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)入(ru)射(she)(she)微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)束相當(dang)(dang)于(yu)起立腳(jiao)點對一(yi)(yi)場雪崩的(de)(de)(de)(de)(de)(de)促發(fa)作用(yong)(yong)，最后就(jiu)會(hui)(hui)產生一(yi)(yi)個很強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)束。最初用(yong)(yong)來激(ji)(ji)發(fa)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量就(jiu)全部轉(zhuan)(zhuan)變為(wei)(wei)一(yi)(yi)種特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)(she)。
1953年12月，湯(tang)斯和(he)他的(de)(de)學生阿瑟·肖洛(luo)終于制(zhi)成了按上(shang)述原理工作的(de)(de)的(de)(de)一(yi)個(ge)裝置，產生了所需要的(de)(de)微波束(shu)。這個(ge)過程(cheng)被稱(cheng)為(wei)“受激輻(fu)射的(de)(de)微波放大”。按其(qi)英(ying)文的(de)(de)首(shou)字(zi)母縮(suo)寫為(wei)M.A.S.E.R,并由之造出了單(dan)詞(ci)“maser”（脈澤(ze)）（這樣的(de)(de)單(dan)詞(ci)稱(cheng)為(wei)首(shou)字(zi)母縮(suo)寫詞(ci)，在(zai)技術語中越來越普遍使用）。
1958年，美國科學家肖洛（Schawlow）和(he)湯斯（Townes）發(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)一(yi)(yi)種神奇的(de)(de)(de)現(xian)(xian)(xian)象：當他們將氖光(guang)燈泡所發(fa)射的(de)(de)(de)光(guang)照(zhao)在(zai)一(yi)(yi)種稀土晶體上(shang)時(shi)，晶體的(de)(de)(de)分子會(hui)發(fa)出鮮(xian)艷的(de)(de)(de)、始終會(hui)聚在(zai)一(yi)(yi)起的(de)(de)(de)強光(guang)。根據這一(yi)(yi)現(xian)(xian)(xian)象，他們提出了(le)(le)"激光(guang)原理"，即物(wu)質(zhi)在(zai)受到與其分子固有振蕩頻率相同的(de)(de)(de)能量激發(fa)時(shi)，都會(hui)產生這種不發(fa)散的(de)(de)(de)強光(guang)--激光(guang)。他們為此發(fa)表了(le)(le)重要論文，并(bing)獲得1964年的(de)(de)(de)諾貝爾物(wu)理學獎。
1960年5月15日，美國(guo)加(jia)利福尼亞州休斯實驗室(shi)的科學家梅(mei)(mei)曼宣布獲得了波長為(wei)0.6943微米的激光，這是人(ren)類有史以(yi)來獲得的第(di)一束(shu)激光，梅(mei)(mei)曼因而也成為(wei)世界上第(di)一個將激光引入實用領域的科學家。
1960年(nian)7月7日(ri)，西奧多·梅曼(man)宣(xuan)布世界上(shang)(shang)第一臺激光(guang)器誕生(sheng)，梅曼(man)的(de)方案是，利(li)用一個(ge)(ge)高強閃光(guang)燈(deng)管，來激發紅(hong)(hong)寶石(shi)(shi)。由于紅(hong)(hong)寶石(shi)(shi)其(qi)實在物理上(shang)(shang)只是一種摻有鉻原子(zi)的(de)剛玉，所以當(dang)紅(hong)(hong)寶石(shi)(shi)受到刺激時(shi)，就會發出一種紅(hong)(hong)光(guang)。在一塊表(biao)面鍍上(shang)(shang)反光(guang)鏡的(de)紅(hong)(hong)寶石(shi)(shi)的(de)表(biao)面鉆一個(ge)(ge)孔(kong)，使紅(hong)(hong)光(guang)可以從(cong)這(zhe)個(ge)(ge)孔(kong)溢出，從(cong)而產(chan)生(sheng)一條相當(dang)集中的(de)纖細紅(hong)(hong)色光(guang)柱(zhu)，當(dang)它(ta)射向某一點時(shi)，可使其(qi)達到比太(tai)陽表(biao)面還高的(de)溫度。
前蘇聯科學(xue)家(jia)尼古拉·巴索(suo)夫于(yu)1960年(nian)發(fa)明了(le)半導體激(ji)光器。半導體激(ji)光器的結構通常由p層(ceng)、n層(ceng)和形成雙異質結的有源層(ceng)構成。其特點是：尺寸小、耦合(he)效率(lv)高、響應速度(du)快、波長和尺寸與(yu)光纖尺寸適(shi)配、可直接(jie)調制、相干性(xing)好(hao)。
激光(guang)系(xi)統可(ke)分(fen)為連續波激光(guang)器和脈(mo)沖激光(guang)器。
大事年表
1917年：愛因斯(si)坦(tan)提出“受激(ji)(ji)發射(she)”理論，一(yi)個光(guang)子使得受激(ji)(ji)原子發出一(yi)個相同的光(guang)子。
1953年：美(mei)國物理學家Charles Townes用微波實現了激(ji)(ji)光器的(de)前身：微波受激(ji)(ji)發射(she)放大（英文(wen)首(shou)字母縮(suo)寫maser）。
1957年：Townes的(de)博士(shi)生Gordon Gould創造了“laser”這個單詞(ci)，從(cong)理論上指出可以用光(guang)激發原子，產生一束(shu)(shu)相(xiang)干光(guang)束(shu)(shu)，之后人們為(wei)其(qi)申請了專利，相(xiang)關法律糾(jiu)紛維(wei)持了近(jin)30年。
1960年(nian)：美(mei)國加州(zhou)Hughes 實驗室的Theodore Maiman實現了(le)第一束激光(guang)。
1961年：激(ji)光首次在外科手術中用于殺滅視網膜腫瘤(liu)。
1962年：發(fa)明半導(dao)體二極管激光器，這是今天小型商用激光器的支(zhi)柱。
1969年：激光用于遙感勘測，激光被(bei)射向阿波(bo)羅(luo)11號(hao)放(fang)在(zai)月(yue)球(qiu)表(biao)面(mian)的反射器，測得的地月(yue)距離(li)誤差在(zai)幾米范圍內。
1971年(nian)：激(ji)光(guang)(guang)進入藝(yi)術世(shi)界，用于舞臺光(guang)(guang)影效果，以及激(ji)光(guang)(guang)全(quan)息攝像(xiang)(xiang)。英國籍匈(xiong)牙利(li)裔物(wu)理學家Dennis Gabor憑借對全(quan)息攝像(xiang)(xiang)的研究獲得諾貝爾獎。
1974年：第一個(ge)超市條形碼掃描(miao)器(qi)出現。
1975年(nian)：IBM投放第(di)一臺商(shang)用激光打印機(ji)。
1978年：飛利浦制造出第一(yi)臺激光盤（LD）播放機，不過價格(ge)很高(gao)。
1982年(nian)：第(di)一臺(tai)緊湊碟片（CD）播放(fang)機(ji)出現(xian)，第(di)一部(bu)CD盤是美國歌手Billy Joel在1978年(nian)的專輯52nd Street。
1983年：里根總(zong)統發表了(le)“星球大戰”的演講，描(miao)繪了(le)基(ji)于太空的激光(guang)武器。
1988年(nian)：北(bei)美和(he)歐洲間(jian)架設了第(di)一根(gen)光(guang)纖，用光(guang)脈沖來(lai)傳輸(shu)數據。
1990年：激光用于(yu)制(zhi)造業(ye)，包(bao)括(kuo)集成(cheng)電路和(he)汽車制(zhi)造。
1991年：第(di)一(yi)次(ci)用激光治療近視，海灣戰(zhan)爭中第(di)一(yi)次(ci)用激光制(zhi)導(dao)導(dao)彈。
1996年：東芝(zhi)推出(chu)數字多用(yong)途光盤（DVD）播放器。
2008年：法國神經外科學家使(shi)用廣導纖維激光和微創手(shou)術技(ji)術治療了(le)腦瘤。
2010年：美國(guo)國(guo)家核(he)安全管理局（NNSA）表示，通過使用192束激光來束縛核(he)聚(ju)變的(de)反應原料、氫的(de)同位(wei)素氘（質量(liang)數2）和氚（質量(liang)數3），解決了核(he)聚(ju)變的(de)一個關鍵困難。
2011年3月，研(yan)究(jiu)人(ren)員研(yan)制的一(yi)種牽引波激光器能夠(gou)移(yi)動(dong)物體，未(wei)來(lai)有望能移(yi)動(dong)太空飛船。
2013年1月，科學家已(yi)經(jing)成功研制(zhi)出可用于醫學檢(jian)測的(de)牽引光束。
2014年(nian)6月5日美國航天局利用激光束把一段時(shi)長37秒、名(ming)為(wei)“你好(hao)，世界！”的高清視頻，只用了3.5秒就成功傳回，相當于傳輸速率(lv)達到每秒50兆(zhao)，而傳統技(ji)術下載需要(yao)至少(shao)10分(fen)鐘。
你(ni)猜我猜不(bu)猜
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