კითხვაზე თუ რას წარმოადგენს ლაზერი აკადემიკოსმა ნ.გ. ბასოვმა შემდეგნაირად უპასუხა: “ლაზერი არის მოწყობილობა, რომელშიც ენერგია (სითბური, ქიმიური, ელექტრული) გარდაიქმნება ელექტრომაგნიტური ველის ენერგიად - ლაზერულ სხივად. ასეთი გარდაქმნისას, ენერგიის გარკვეული ნაწილი იკარგება, მაგრამ მთავარი ისაა, რომ მიღებული ლაზერული ენერგია მაღალი ხარისხისაა. ლაზერული ენერგიის ხარისხი განისაზღვრება მისი კონცენტრაციით სივრცეში და იმით თუ რამდენად შორ მანძილებზე შეიძლება გადაგზავნა.

ლაზერული გამოსხივების დახმარებით უკვე შესაძლებელია ტემპერატურის, წნევისა და მაგნიტური ინდუქციის მაღალი მნიშვნელობების მიღწევა. გარდა ამისა, ლაზერული სხივი წარმოადგენს ინფორმაციის ყველაზე ტევად მატარებელს და მისი გადაცემის და დამუშავების პრინციპიალურად ახალი საშუალებაა.

ინდუცირებული გამოსხივება:

1917 წელს აინშტაინმა იწინასწარმეტყველა ატომების მიერ სინათლის ე.წ ინდუცირებული (იძულებითი) გამოსხივების არსებობის შესაძლებლობაზე. ინდუცირებული გამოსხივების ქვეშ იგულისხმება აგზნებული ატომების მიერ სინათლის დაცემით გამოწვეული ფოტონის გამოსხივება. საინტერესო ისაა, რომ მოვლენის დროს წარმოქმნილი სინათლის ტალღა ატომზე დაცემული ტალღისაგან არ განსხვავდება არც სიხშირით, არც ფაზით და არც პოლარიზაციით; ანუ დაცემული და გამოსხივებული ტალღები კოჰერენტულია.

კვანტური თეორიის ენაზე იძულებითი გამოსხივება წარმოადგენს ატომის გადასვლას ენერგეტიკულად მაღალი მდგომარეობიდან დაბალ მდგომარეობაში, მაგრამ არა თავისთავად, როგორც ჩვეულებრივი გამისხივებისას, არამედ გარეშე ზემოქმედების ხარჯზე.

ლაზერები:

ჯერ კიდევ 1940 წელს რუსმა ფიზიკოსმა ბ.ა. ფაბრიკანტმა მიუთითა იძულებითი გამოსხივების გამოყენების შესაძლებლობაზე ელექტრომაგნიტური ტალღების გასაძლიერებლად. 1954 წელს რუსმა მეცნიერებმა ნ.გ. ბასოვბა და ა.მ. პროხოროვმა და მათგან დამოუკიდებლად ამერიკელმა მეცნიერმა ჩ. ტაუნსმა, გამოიყენეს ინდუცირებული გამოსხივების ფენომენი λ = 1.27 სმ ტალღის სიგრძის რადიოტალღების მიკროტალღოვანი გენერატორის შესაქმნელად. რადიოტალღების გენერაციისა და გაძლიერების პრინციპის შემუშავებისათვის ნ.გ. ბასოვს და ა.მ. პროხოროვს 1959 წელს მიენიჭათ ლენინური პრემია. 1963 წელს კი ნ.გ. ბასოვი და ა.მ. პროხოროვი და ჩ. ტაუნსი ნობელის პრემიით დაჯილდოვდნენ.

ლაზერული გამოსხივების თვისებები:

1) ლაზერულ წყაროებს შეუძლიათ შექმნან ძალიან მცირე გაშლის კუთხის მქონე სინათლის კონა (დაახლოებით 10^-5 რად). დედამიწიდან მთვარეზე გაშვებული ასეთი კონა მთვარის ზედაპირზე შექმნის 2 კმ დიამეტრის ლაქას.

2) ლაზერის სხივი ხასიათდება განსაკუთრებული მონოქრომატულობოთ. ჩვეულებრივი სინათლის წყაროსაგან განსხვავებით, სადაც ატომები დამოუკიდებლად ასხივებენ სინათლეს,  ლაზერებში ატომები სინათლეს შეთანხმებულად ასხივებენ. ამოტომ ტალღების ფაზები არ განიცდიან არარეგულარულ ცვალებადობას.

3) ლაზერები წარმოადგენენ სინათლის ყველაზე მძლავრ  წყაროებს. დროის მოკლე ხანში (10^-13 წმ) და სპექტრის ვიწრო ინტერვალში, ზოგიერთი ტიპის ლაზერის სიმძლავრე შეადგენს 10¹⁷ ვტ/სმ², მაშინ როცა მზის გამოსხივების სიმძლავრე მხოლოდ 7×10^-3 ვტ/სმ²-ს შეადგენს გამოსხივების მთელ სპექტრში.

ლაზერის მუშაობის პრინციპი 2-დონიანი სისტემისთვის:

ჩვეულებრივ პირობებში ატომების უმრავლესობა იმყოფება უმდაბლეს ენერგეტიკულ მდგომარეობაში. ამიტომ დაბალ ტემპერატურებზე ნივთიერება არ ასხივებს. ნივთიერებაში ელექტრომაგნიტური ტალღის გასვლისას შთაინთქმება მისი ენერგია. ამ შთანთქმული ენერგიის ხარჯზე ხდება ატომთა გარკვეული ნაწილის აგზნება, ანუ გადასვლა შედარებით მაღალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში. ამ დროს სინათლის კონას წაერთმევა ენერგია

ħν = E₂ – E₁ .

ეხლა ვთქვათ,რომ რაიმე ხერხით აღვაგზნეთ გარემოს ატომების დიდი ნაწილი.მაშინ ნივთიერებაში ელექტრომაგნიტური ტალღის გავლისას სიხშირით

ν = (E₂ – E₁)/ħ .

ეს ტალღა კი არ შესუსტდება, არამედ პირიქით, გაძლიერდება ინდუცირებული გამოსხივების ხარჯზე. ინდუცირებული გამოსხივების ზემოქმედებით ატომები შეთანხმებულად გადადიან დაბალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში, ასხივენ რა ტალღებს, რომლებიც ფაზითა და სიხშირით ემთხვევა დაცემულ ტალღას. (განხილულია 2-დონიანი სისტემა)

3-დონიანი სისტემა:

არსებობს აგზებული ატომების გარემოს მიღების სხვადასხვა მეთოდი. ლალის ლაზერებში ამისათვის იყენებენ სპეციალურ ძლიერ ნათურას. ატომები აღიგზნება სინათლის შთანთქმის ხარჯზე. მაგრამ ლაზერის მუშაობისათვის ენერგიის ორი დონე არაა საკმარისი. როგორი ძლიერიც არ უნდა იყოს ლაზერის სინათლე, აგზებული  ატომების რიცხვი არააგზნებულზე მეტი არ იქნება, რადგანაც სინათლე ერთდროულად როგორც აღაგზნებს ატომებს, ასევე იწვევს მათში ინდუცირებულ გადასვლებს მაღალი დონიდან დაბალზე. პრობლება გადაიჭრა სამდონიანი სისტემის გამოყენებით (დონეების საერთო რაოდენობა უფრო მეტია, მაგრამ საუბარია მხოლოდ „მუშა დონეებზე“). სურათზე გამოსახულია 3-დონიანი სისტემის სქემა. მნიშვნელოვანია, რომ გარეშე ზემოქმედების არ არსებობისას, დრო, რომლის განმავლობაშიც ატომური სისტემა იმყოფება სხვადასხვა ენერგეტიკულ მდგომარეობაში („სიცოცხლის ხანგრძლივობა“) სხვადასხვაა. დონეზე სისტემის “სისცოცხლის ხანგრძლივობა“ ძალიან მცირეა, 10^-8 წმ, რომლის შემდეგაც გადადის F₂ მდგომარეობაში სინათლის გამოსხივების გარეშე (ამ დროს ხდება ენერგიის გადაცემა კრისტალურ მესერზე). F₂ მდგომარეობის „სოცოცხლის ხანგრძლოვობა“ 100,000-ჯერ მეტია, ანუ შეადგენს დაახლოებით 10^-3 წმ-ს. F₂ დონედან F₁-ზე გადასვლა გარეშე ელექტრომაგნიტური ტალღების ზემოქმედებით ხდება გამოსხივების თანხლებით. ნათურას ანთებისას სისტემა გადადის F₁ მდგომარეობაში და მცირე ხნის შემდეგ გადადის F₂ მდგომარეობაში, სადაც „ცოცხლობს“ შედარებით დიდხანს. სწორედ ასე იქმნება მე-2 დონის „ჭარბი დასახლება“ აგზნებული ატომებით არააგზნებულ პირველ დონესთან შედარებით.

ლაზერების გამოყენება:

ჩამოვთვალოთ ლაზერების გამოყენების რამოდენიმე პერსპექტიული მიმართულება:

1. კომუნიკაცია, განსაკუთრებით კოსმოსურ სივრცეში, სადაც არაა სინათლის შთანთქმელი ღრუბლები;

2. ინფორმაციის ჩაწერა და შენახვა (ლაზერული დისკები, სკანერები, პრინტერები);

3. მძლავრი სხივებით სხვადასხვა ნივთიერებების აორთქლება, შედუღება და .ა.შ.;

4. ქირურგიული ოპერაციების ჩატერება;

5. მოცულობითი გამოსახულებების მიღება (ჰოლოგრამა).

6. შუქლოკატორები, რომელთა დახმარებითაც საგნამდე მანძილის გაზომა ხდება რამოდენიმე მილიმეტრის სიზუსტით.

7. ატომებისა და მოლეკულების აღგზნება ქიმიური რეაქციების ჩასატარებლად;

8. ძლიერი სხივების გამოყენება თერმობირთვული რეაქციების წარმართვისათვის;