Einsteinek adierazi zuen lehenengoz, 1916an, igorpen estimulatuaren kontzeptua. Material garden eta fluoreszente (material aktibo deritzo laserraren arloan) bateko atomo eta molekulen elektroiak goiko energia-mailetara iristen direnean, fotoiak xurgatuz edo beste edozein bidez (ponpaketa), egoera kitzikatu horietatik beheko energia-mailetara erortzen dira berriro. Horrelako trantsizio bakoitzean, fotoi bat igortzen dute. Igorpen espontaneo delako kasuan —igorpen normala esan genezake—, fotoi bakoitza ausazko norabide eta fasean igortzen da, eta, oro har, igorpenari dagokion espektroa zabala da, maiztasun anitzekoa edo polikromatikoa, alegia. Igorpen estimulatuak, ordea, inguruan dauden fotoien egoera berbereko fotoi berriak igortzen ditu. Laser batean, propietate hori aprobetxatu egiten da; horretarako, igorritako fotoi estimulatuek erresonadore batean oszilatzen dute; honela, lehentasuna ematen zaio norabide bati, eta, horrekin batera, maiztasun bati edota polarizazio bati ere lehentasuna eman dakioke. Erresonadorea eta norabide bateko lehentasuna, era sinpleenean, elkarren paralelo, bata bestearen aurrean, kokatutako ispilu biren bitartez lor daiteke; hala, fotoi estimulatuen berrelikadura positiboa sortzen da bi ispiluen arteko ardatzean. Horrelako sistema batean, egoera jakin bateko fotoiak nagusitzen dira, bereziki, norabidean, maiztasunean eta fasean. Erradiazio koherente deritzo horri, eta hainbat propietate interesgarri ditu, besteak beste, oso espazio-eskualde txikian (mikrometroaren ordenakoa) potentzia handiak kontzentratzeko aukera ematea, eta hortik aplikazio hagitz bereziak sortzen dira.

Laserra arlo anitzetan erabiltzen da zientzian, teknologian eta industrian

Mikrouhinetan lortu zuen C. H. Townesek, 1953an, horrela funtzionatzen zuen erresonadorea, eta segituan planteatu zen uhin-luzera motzagoetan lan egingo zuen tresna garatzea. T. H. Maiman izan zen hori lortu zuen lehenengoa, 1960. urtean; laser-pultsu gorriak ekoitzi zituen errubia material aktiboaz erabiliz. Urte berean lortu zen lehenengo laser jarraitua infragorrian, helio eta neon gasekin egindako nahaste bat erabiliz, eta bi urte geroago, lehenengo laser erdieroalea. Hortik aurrera, laserren teknologia eta, horrekin batera, aplikazioak oso arin garatu dira, eta gaur egun ohiko zenbait tresnetan hartzen dute parte.

Lehenengo laserretik orain arte, espektro elektromagnetiko guztia osatu da, infragorri urrunetik X izpietaraino, oso interesgarria baita, bai ikerketa aldetik, bai aplikazio aldetik. Laserraren igorpen-espektroa bere material aktiboaren eta ispiluen araberakoa da. Alde horretatik, material aktibo oso ezberdinak erabiltzen dira, gasak (karbono dioxidoa, He-Ne nahasteak, Argon et abar), likidoak (koloratzaileak, batez ere), solidoak (Nd: YAG, Ti: zafiro, beste zenbait kristal eta beira dopatuak, erdieroaleak, etab.).

Beste garapen-bide bat ahal den potentzia handiena lortzea izan da; laser jarraituen artean, potentzia altuena karbono dioxidoko laserretan lortzen da, eta 100 kW inguruko potentzia-sortak lortzen dira.

Argiaren monokromatikotasun- eta koherentzia-propietateak hobetzen ere lan handia egin da. Espektroa estutzeko, laserrek gailu bereziak izaten dituzte: difrakzio-sareak, iragazki espektralak eta abar. Ikuspegi horretatik, kalitate maximoa lortzen da luzerako modu guztietatik bakarra geratzen denean. Zenbait kasutan, laserra sintonizatu egiten da, hau da, ekoizten den erradiazioaren uhin-luzera nahi bezala aldatzen da. Zeharkako koherentzia delakoak sortaren kalitate espazialaren neurria ematen du. Hori fronte guztia fase berberean egotearekin dago erlazionatuta, eta oso garrantzitsua da sorta kontzentratzeko gaitasunari dagokionez; kontuan hartu behar da, adibidez, He-Ne laser baten sortak metro bateko tamaina duela laserretik kilometro batera; lanpara normal batek igortzen duen sortak, berriz, tamaina hori metro gutxi batzuetara duela.

Espazioan kontzentratzeko gaitasuna ez ezik, denboran kontzentratzekoa ere oso interesgarria da, aldiuneko oso intentsitate handiak lortzeko. Alde horretatik, gailu anitz asmatu da, Q kommutazioa (Q-Switch delakoa), moduen akoplamendua (mode-locking delakoa), pultsuen konpresioa difrakzio-sareen edo prismen bitartez eta abar. Horrek erlazioa duten bi ikuspegi ditu: alde batetik, laser-pultsuen laburtzea —gaur egun, femtosegundoetara iritsi dira (10-15 s)—; bestetik, pultsuan oso potentzia altuak lortzea —gaur egun, terawatt (1015 watt) eta gehiago ere lortu da—. Kontuan hartu behar da potentzia hori zentral elektriko handi batek ekoizten duena baino milioi bider gehiago dela gutxi gorabehera, hori bai, denbora oso laburrean.

Laserren ezaugarri bereziek aplikazio berri anitz ekarri dute, eta arlo askotan aprobetxatzen dira. Ikerketa-tresna gisa, posibilitate berri asko ireki dute. Ezaugarri interesgarrienak dira sintonizatze-posibilitatea, monokromatikotasuna eta oso pultsu laburrak eta potentzia handikoak igortzea. Interferometrian, holografian, lerrokatze-, posizio- eta abiadura-neurketetan eta gainazalen edo irudien ikuskapenetan, berriz, laserren koherentzia eta monokromatikotasuna dira erabiltzen diren ezaugarri nagusiak, eta informazioaren transmisioan edo prozesatuan eta zuntz optikoko komunikazio-sistemetan, antzeko propietateak aprobetxatzen dira. Fokuratzeko gaitasuna da eskanerretan eta disko optikoen irakurgailuetan erabiltzen den propietate nagusia. Industrian, zenbait materialetako xaflak mozteko, soldatzeko edo gainazaletako tratamenduetarako, laserrak erabiltzen dira, aukera ematen baitute potentzia altua eta oso kontrol zehatza izateko eta sorta kontzentratzeko. Halaber, baliagarria da puntu jakin batean oso tenperatura altua lortu behar denean. Medikuntzan ere aplikazio anitz du laserrak, batez ere, kirurgian.

Laserraren oinarrizko eskema. a) Material aktiboa; b) ponpaketa; c) igorpen espontaneoa; d) igorpen estimulatua; e) ispilu totala; f) ispilu partziala; g) irteerako laser-sorta