1. Εξερεύνηση

Η λέξη λέιζερ είναι το ακρωνύμιο των λέξεων Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Ενίσχυση Φωτός μέσω Εξαναγκασμένης Εκπομπής Ακτινοβολίας).

Ο λόγος για αυτή την ονομασία προέρχεται από το γεγονός ότι όταν έχουμε κάποια ηλεκτρόνια σε υψηλότερο επίπεδο από το επίπεδο ελάχιστης ενέργειας, ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα της κατάλληλης συχνότητας μπορεί να διεγείρει τη μετάπτωση των ηλεκτρονίων σε χαμηλότερο επίπεδο. Το εντυπωσιακό σε αυτή την περίπτωση είναι ότι το εκπεμπόμενο ηλεκτρομαγνητικό κύμα έχει την ίδια συχνότητα, φάση και διεύθυνση με το προσπίπτον διεγερτικό κύμα.
 

Αυτό σημαίνει ότι το προσπίπτον φως ενισχύεται σημαντικά επειδή

• η ίδια διεύθυνση του εκπεμπόμενου φωτός οδηγεί σε πολύ μικρή διασπορά της φωτεινής ακτίνας (παράλληλη δέσμη)
• η ίδια φάση συνεπάγεται ότι δεν υπάρχει συμβολή μεταξύ των φωτονίων (συνοχή)

Για να επιτύχουμε μια ισχυρή εξαναγκασμένη εκπομπή, πρέπει να αντλήσουμε μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων στο ίδιο επίπεδο και να τα αφήσουμε να μεταπέσουν στο χαμηλότερο επίπεδο μαζί, ταυτόχρονα.

Το πρόβλημα σε αυτή την περίπτωση είναι ότι αν αντλήσουμε κάποια ηλεκτρόνια σε υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο μέσω εξαναγκασμένης απορρόφησης ενέργειας, τα άτομα εκπέμπουν με τον ίδιο ρυθμό που γίνεται η άντληση. Πρέπει να «κλειδώσουμε» τα ηλεκτρόνια σε ένα επίπεδο που δεν αποδιεγείρεται με τον ίδιο ρυθμό με την άντληση.