Как получить когерентное излучение, стало в общих чертах понятно в 1918 г., когда Альберт Эйнштейн предсказал явление принужденного излучения. Если создать среду, в которой атомы находятся в возбуждённом состоянии, и «запустить» в неё слабый поток когерентных фотонов, то его интенсивность станет расти. Оставалась «самая малость»: придумать, как такую среду «сделать». На это ушло более 30 лет. Сначала пятидесятых гг. российские исследователи Николай Геннадьевич Басов (родился в 1922 г.), Александр Михайлович Прохоров (родился в 1916 г. )и независимо от их южноамериканский физик Чарлз Хард Таунс (родился в 1915 г.) создали усилитель радиоволн высокой частоты на молекулах аммиака. Нужные для работы возбуждённые молекулы отбирало из потока газа электрическое поле сложной конфигурации. Новорождённое устройство получило заглавие «мазер». В I960 г. южноамериканский физик Теодор Гарольд Мейман сконструировал 1-ый квантовый генератор оптического диапазона — лазер. Усиление света происходило в кристалле рубина — прозрачной разновидности окиси алюминия с маленький примесью хрома (на этот материал указали 3-мя годами раньше Н. Г. Басов и A.M. Прохоров). В лазере употреблялся охлаждаемый жидким азотом рубиновый стержень длиной около 4 см и диаметром 5 мм. Посеребрённые торцы стержня служили зеркалами, одно из которых было полупрозрачным. Энергию в кристалл «накачивала» массивная импульсная лампа. Поток фотонов высокой энергии переводил атомы хрома в возбуждённое состояние. На одном из высокоэнергетических уровней атомы задерживаются в среднем на 0,003 с — время по атомным масштабам большущее. За этот период часть атомов успевает самопроизвольно излучить фотоны. Их поток, многократно пробегая меж зеркалами, заставляет все возбуждённые атомы излучать кванты света. В итоге рождается световая вспышка — лазерный импульс мощностью в 10-ки тыщ ватт. Сегодня лазерные стержни изготовляют из разных материалов, однако чаще всего из рубина, граната и стекла с примесью редкого сплава — неодима. Некие твердотельные лазеры (например, на гранате) генерируют сотни и тыщи импульсов в секунду. В том же, I960 г. южноамериканские физики А. Джаван, В. Беннет и Д. Эрриот создали газовый лазер, работающий на смеси гелия и неона. Этот лазер излучал красный свет уже не импульсами, а непрерывно. Смесь газов оказалась так хорошо подобранной, что гелиево-неоновые лазеры до сих пор остаются самыми распространёнными источниками когерентного света, хотя излучения удалось достигнуть и от множества остальных газов и паров. Энергию в газовую смесь «накачивает» тлеющий электрический разряд. Цвет луча зависит от состава газа или пара, на котором лазер работает. Аргон, к примеру, даёт голубий свет, криптон — жёлтый, ксенон и пары меди — зелёный, углекислый газ и пары воды — невидимые тепловые (инфракрасные) лучи. К семейству газовых лазеров можно отнести и квантовые генераторы, в которых возбуждённые молекулы не «готовятся» заблаговременно, а возникают конкретно в момент излучения. Это так называемые газодинамические и химические лазеры, развивающие колоссальную мощность — в сотни киловатт и даже десятки мегаватт — в непрерывном режиме. Но они совсем сложны, громоздки и выглядят быстрее как маленький завод, а не как оптическое устройство. Газодинамический лазер напоминает реактивный движок. Молекулы сильно нагретого газа, вылетающие из него, отдают энергию в виде светового излучения. В химическом лазере возбуждённые молекулы появляются в итоге химической реакции. Самая «энергичная» из них — соединение атомарного фтора с водородом. Непрерывное излучение дают и жидкостные лазеры. Рабочим веществом для их служат, к примеру, растворы солей неодима и соединений анилина. Поскольку соединения анилина употребляются для окраски тканей, генераторы на их базе называют лазерами на красителях. Для более стабильной работы лазера жидкость можно пропускать через холодильник. Самые маленькие лазеры — полупроводниковые: в спичечный коробок их можно поместить несколько десятков, а объём вещества, в котором происходит принужденное излучение, не превосходит тысячных долей кубического миллиметра. Энергию в полупроводник «накачивает» электрический ток. Больше половины его «превращается» в свет, т. е. коэффициент полезного деяния этих лазеров может достигать более чем 50%.