激光最初的中文名叫鐳射萊塞，是它的英文名稱LASER的音譯，取自英文 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，意思是通過受激輻射達到光的放大，指通過受激輻射放大和必要的反饋，產生準直、單色（ monochrome）、相干（ coherent）的光束的過程及儀器。而基本上，產生激光需要諧振腔（ resonator）、增益介質（gain medium）及抽運源（pumping source）這3個要素。

激光是20世紀以來，繼原子能、計算機、半導體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為最快的刀、 最準的尺、最亮的光和奇異的激光，它的亮度為太陽光的100億倍。激光的原理早在 1916 年已被著名的物理學家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，但直到 1960 年科學家才首次在實驗條件下獲得激光。激光是在有理論準備和生產實踐迫切需要的背景下應運而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展。激光的發(fā)展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生，而且導致整個一門新興產業(yè)的出現(xiàn)。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段，去獲得空前的效益和成 果，從而促進了生產力的發(fā)展。

愛因斯坦在20世紀30年代描述了原子的受激輻射。在此之后人們很長時間都在猜測，這個現(xiàn)象可否被用來加強光場，因為前提是必須有粒子數(shù)反轉存在。而這在一個二級系統(tǒng)中是不可能的。首先人們想到了三級系統(tǒng)，而且計算證實了輻射的穩(wěn)定性。

1958年，美國科學家肖洛和湯斯發(fā)現(xiàn)了一種神奇的現(xiàn)象：當他們將氖光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時，晶體的分子會發(fā)出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據(jù)這一現(xiàn)象，他們提出了激光原理，即物質在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵時，都會產生這種不發(fā)散的強光——激光。他們?yōu)榇税l(fā)表了重要論文。

肖洛和湯斯的研究成果發(fā)表之后，各國科學家紛紛提出各種實驗方案，但都未獲成功。1960年5月16日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943 μm的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼也因此成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。

1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一臺激光器——紅寶石激光器誕生。梅曼的方案是，利用一個高強閃光燈管，來刺激紅寶石。由于紅寶石在物理上只是一種摻有鉻原子的剛玉，所以當紅寶石受到刺激時，就會發(fā)出一種紅光。在一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鉆一個孔，使紅光可以從這個孔溢出，從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱，當它射向某一點時，可使其達到比太陽表面還高的溫度。

蘇聯(lián)科學家尼古拉·巴索夫于1960年發(fā)明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層構成。其特點是：尺寸小，耦合效率高，響應速度快，波長和尺寸與光纖尺寸適配，可直接調制，相干性好。?

在20世紀80年代后期，半導體技術使得更高效而耐用的半導體激光二極管成為可能，這些在小功率的CD和DVD光驅以及光纖通信中得到使用。在20世紀90年代，高功率的激光激發(fā)原理得以實現(xiàn)，比如片狀激光器和光纖激光器。后者由于新的加工技術和20 kW的高功率不斷地被應用到材料加工領域中，從而部分替代了二氧化碳氣體激光器和Nd:YAG固體激光器。

2010年激光誕生50周年時，國際光學工程學會、美國光學學會和美國激光學會等機構，組織世界各地的激光領域科學家，從成千上萬的激光應用中總結歸納了26項亮點應用，包括光學相干層析成像、光纖光通信、光腔環(huán)形衰蕩光譜、激光切割、激光標記、飛秒頻閃譜、條形碼掃描器、激光筆、激光光刻、DVD和CD播放機、激光演示與全息術、激光眼科醫(yī)療、微波激射器與宇宙背景微波輻射、激光干涉儀、激光核聚變、激光雷達(光探測和測距)、激光陀螺、激光導星自適應光學、入侵者激光探測、光鑷、量子信息處理、光速減慢、超快攝影、激光制導、激光冷凍、激光推進與加速。

近10年來，軍事領域的激光武器(激光炮、激光反導彈、反衛(wèi)星武器)，農業(yè)領域的激光育種，醫(yī)療領域的激光治療癌癥，測量領域的引力波干涉測量，制造領域的激光焊接、激光3D打印、激光微納米制造、激光清洗也取得了長足進步。

經過60年的研究發(fā)展，與激光相關的產品、技術和服務已經遍布全球，形成了豐富和龐大的激光產業(yè)。產業(yè)鏈上游主要包括光學材料及元器件，中游主要是各種激光器及其配套裝置與設備，下游以激光應用產品、激光制造裝備、消費產品、儀器設備為主。激光產業(yè)為中國制造、高端裝備、智能制造的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

今年是激光器誕生60周年，是值得紀念的一年。《高等光學仿真（MATLAB)版——光波導，激光（第3版）》第6章激光原理及仿真，從激光的基本原理出發(fā)，介紹輻射與物質的相互作用，關于自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收的愛因斯坦關系式，吸收與光學增益，激光器的基本構成，激光速率方程和激光調Q技術等內容。以一種典型的被動調Q的微晶片激光器為例，給出了其被動調Q的速率方程組，該速率方程組可以簡化為一個具有3個自變量的常微分方程組。利用MATLAB的常微分方程初值問題求解函數(shù)即可對該被動調Q速率方程組進行仿真求解，得到被動調Q的微晶片激光器的脈沖時域特性以及被動調Q過程中光子數(shù)密度和反轉粒子數(shù)密度隨時間的變化關系。希望通過仿真加強大家對激光及其原理的理解，并能夠利用激光做更多的事情。