لیزر به معنای تقویت نشر نور برانگیخته می باشد و از حروف اول این کلمات ساخته شده است :
Laser = Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation برخی مواد می توانند انرژی تابشی را جذب و سپس آن را به صورت نور تابش کنند هنگامی که این امر در اتم به صورت طبیعی روی می دهد نشر خود به خود نامیده می شود و در واقع آنچه در طبیعت به نام نور می شناسیم حاصل نشر خود به خودی است. ایده اولیه تولید لیزر توسط نابغه قرن آلبرت انیشتین در سال (۱۹۲۸) مطرح شد. او برای اولین بار پرش کوانتومی را مطرح کرد که پایه و اساس شکل گیری لیزر در سال ۱۹۵۸ توسط چارلز تانز (charles townes) گردید.
هنگامی که اتم از یک منبع خارجی انرژی دریافت می کند الکترون با گرفتن انرژی (جذب فوتون) از تراز با انرژی پایین، به تراز بالاتر منتقل می شود، این الکترون هنگام بازگشت از مدار تحریکی به تراز پایین تر، انرژی دریافتی خود را به صورت ایجاد فوتون از اتم ساطع می کند که انرژی آن معادل اختلاف ترازهای انرژی مذکور است، حال اگر این برگشت به تراز اولیه و ایجاد فوتون بدون دخالت عوامل خارجی صورت پذیرد نشر خود به خودی نامیده می شود که در آن هیچ گونه ارتباطی بین فوتون ها وجود نداشته و فوتون ها مستقل از هم رفتار می کند؛ در این حالت فوتون حاصل به طور تصادفی در هر جهتی در فضا می تواند انتشار یابد اما در نشر برانگیخته الکترون به علت اثر القا (و نه به طور خود به خودی) از تراز بالاتر به تراز پایین تر منتقل می گردد لذا فوتون حاصل کاملا” مشابه با فوتون اول خواهد بود که به آن نشر برانگیخته گویند فوتون ایجاد شده در این حال کاملا” نظیر فوتون اولیه بوده و فوتون های حاصل از نظر انرژی، طول موج، فرکانس و فاز، شبیه یکدیگر بوده و در یک جهت انتشار می یابند که اساس تشکیل پرتولیزر می باشد.

%d9%84%db%8c%d8%b2%d8%b1-%da%86%db%8c%d8%b3%d8%aa-1

اتم ها به صورت معمول در تراز انرژی استراحت یا پایه (E0) قرار دارند. وقتی اتمها انرژی الکتریکی ، اپتیکی یا حرارتی جذب کنند تحریک شده و در تراز انرژی بالاتر (E*) ناپایدار بوده و خودبخود میل دارند به تراز انرژی پایه اشان بر گردند و بدین ترتیب انرژی دریافتی اولیه را به شکل نور یا فوتون آزاد می کنند.از این پدیده به عنوان تشعشع نشر خودبخودی یاد می شود.

%d9%84%db%8c%d8%b2%d8%b1-%da%86%db%8c%d8%b3%d8%aa-2

اگر حین زمان کوتاه نزول اتم یا مولکول ( این زمان به طور متوسط ۸-۱۰ ثانیه است ) از تراز انرژی بالاتر (E*) به ترازانرژی پایه (E0)بار دیگر با همان میزان انرژی قبلی بمباران شود نتیجه نهایی این می شود که دوبرابر انرژی اولیه ، انرزی آزاد شود.بنابراین اگر یک فوتون به اتم با تراز انرژی پایه (E0)برخورد کند و آن اتم به تراز انرژی بالاتر (E*)برود ، در صورت اصابت یک فوتون مشابه دیگر حین نزول اتم به تراز انرژی پایه (E0) دو فوتون با فرکانس یکسان آزاد می شود.
این نشر هم فاز و هم سو با اولین فوتون بمباران کننده است. این پدیده نشربرانگیخته نام دارد. سپس ممکن است هر کدام از دو فوتون نشر یافته با اتم های دیگر تحریک شده تصادم نموده و نشر برانگیخته بیشتر با همان فاز و فرکانس ایجاد شود.وقتی در محیط فعال تعداد اتم های با تراز بالای انرژی (E*) بیشتر از تعداد اتم های با تراز پایه (E0) بیشتر باشد پدیده جمعیت معکوس نامیده می شود. این واکنش زنجیره ای سریعا تولید نشر قدرتمند اشعه همدوس (لیزر ) می کند.
تشعشی که توسط لیزر صورت می گیرد دارای خصوصیات زیر است: ۱- تک فامیMono choromatic = : تمامی فوتون های نور لیزر دارای یک طول موج مشخص و فرکانس مشابه می باشد.
۲- همدوسیCoherency = : در اواج نور لیزر اختلاف فاز وجود نداشته و تمامی امواج با هم گام بر می دارند، در صورتی که نور معمولی غیر همدوس است.
۳- واگرایی بسیار کم : Low divergence = نور لیزر به صورت یک باریکه تقریبا“ موازی و نسبتا” مستقیم در مسیر معین منتشر شده و پراکنده نمی شود.
۴- شدت بالاHigh intensity = : تمرکز تمامی فوتون های نور لیزر در یک مقطع کوچک باعث درخشندگی و شدت بالا برای لیزر می گردد.

%d9%84%db%8c%d8%b2%d8%b1-%da%86%db%8c%d8%b3%d8%aa-3