اخترع العالم الأمريكى تيودور ميمان T.Maiman أول ليزر عام1960، وكان ليزر الياقوت المشوب بالكروم.<br />يتكون الليزر عموماً من الأجزاء الرئيسية الآتية، (الشكل 2):<br />1- الوسط الفعال: يحوي هذا الوسط الذرات أو الجزيئات التي يكون لها مخطط سويات طاقية مناسب بحيث توجد حالة شبه مستقرة توافق انتقالاً مسموحاً بين سويتين طاقيتين، ولكنه بطيء مقارنة مع الانتقالات الأخرى. وهذا يتيح تجميع عدد كبير من الذرات المثارة في تلك الحالة محققة انقلاباً سكانياً مناسباً للإصدار المحثوث. ويمكن أن يكون الوسط الفعّال بحالة غاز أو سائل أو صلب.<br />تصنّف الليزرات وفقاً للحالة. فهناك الليزرات الصلبة مثل ليزر النيوديميوم، أو الغازية مثل ليزر ثنائي أكسيد الكربون، أو السائلة مثل الليزرات الصباغية. وتوجد أيضاً الليزرات نصف الناقلة والليزرات الكيميائية وليزرات الإلكترونات الحرة وغيرها.<br />2- الإثارة أو الضخ: يتم تحقيق إثارة ذرات الوسط الفعّال بتقديم طاقة يمكن أن تكون ضوئية، مثل ضخ الليزرات الصلبة بوميض مصباح غازي، أو بانفراغ كهربائي في الوسط الغازي كما في حالة الليزرات الغازية. ويمكن تقديم طاقة الضخ بتفاعل كيميائي مُصْدِرٍ للطاقة كما في الليزرات الكيميائية، وغير ذلك من الطرائق التي تلائم طبيعة الوسط الفعّال.<br />3- المجاوِب الضوئي: يتكون المجاوِب عادة من مرآة عاكسة تماماً لطول موجة الليزر ومرآة خرج نَفوذة جزئياً تسمح بخروج جزء من الطاقة المولدة في الوسط الفعال والمخزّنة في المجاوب. توجد مجاوبات مستقرة بمرايا مستوية أو مرايا مقعرة، وتوجد كذلك مجاوبات غير مستقرة تعتمد على تضخيم الموجة العابرة في الأوساط عالية الربح، وتستخدم خصوصاً في ليزرات الاستطاعة العالية.<br />يتصف إشعاع الليزر بمزايا فريدة، منها:<br />- الاتجاهية: تنتج هذه الصفة مباشرة من حقيقة توضّع الوسط الفعال ضمن مجاوب ضوئي مكون من مرايا مستوية مثلاً، يكون اتجاه انتشار الأشعة محدداً وفق محور المجاوب أو قريباً منه. ويكون التباعد صغيراً جداً مقارنة مع المصادر الأخرى المعروفة مما يسمح بنقل الطاقة إلى مسافات بعيدة.<br />- الشدّة: تنجم أشعة الليزر عن تضخيم متزايد لفوتونات واردة متطابقة تقريباً، فلا يوجد فرق في الطور بينها يؤدي لتداخل هدّام، بل يوجد تراكم للطاقة وشدة تتناسب مع عدد الفوتونات. يسمح هذا التراكم بالحصول على شدة ضوئية في واحدة السطح قادرة على صهر أقسى المواد. <br /><br />- وحيد اللون: يُصدر الليزر أشعة لها التواتر نفسه تقريباً ضمن مجال طيفي ضيق جداً يفرضه نمط المجاوب الضوئي. ينجم عن ذلك ضوء على درجة عالية من النقاء الطيفي المحدد بعرض مجال أقل بمليون مرة من عرض الخط الطيفي للإصدار التلقائي الموافق.<br />- الترابط coherence الزماني والمكاني: يلخص مصطلح الترابط الزماني أن فرق الطور في أي نقطة من الحقل الكهرطيسي الموافق للإشعاع الليزري بين لحظة t ولحظة τ + tيبقى ثابتاً في أي لحظة من الزمن t فيقال: هناك ترابط للموجة على زمن τ. أما الترابط المكاني المثالي فيعني أن فرق الطور في أي لحظة من الزمن بين نقطتين من صدر الموجة يبقى معدوماً. وأشعة الليزر على درجة كبيرة من الترابط الزماني والمكاني؛ وهذا يعطيها الخواص الفريدة التي تسمح باستخدامها في مختلف التطبيقات.<br />تطبيقات الليزر <br />الليزر أداة مهمة في البحث العلمي، فقد أتاح الإشعاع الليزري معرفة أفضل لظواهر مثل الانتثار والانعراج كما أتاح تحسين القياسات الطيفية. يستخدم الليزر لفصل نظائر اليورانيوم وللقياسات الدقيقة وفي الاتصالات وفي التركيب الضوئي وفي الصناعة الميكانيكية في اللحام والقص وكذلك في صنع الأخيلة المجسمة (الهولوغرافية) وفي المعلوميات وفي قراءة الأقراص المدمجة الرقمية. <br />1ـ التطبيقات الطبية: يتقدم استخدام الليزر في الطب باستمرار؛ ليصبح وسيلة فعّالة بامتياز للعديد من التخصصات الطبية. ففي طب العيون يعدّ وسيلة فريدة لمعالجة الأمراض داخل العين كانفصام الشبكية أو النزيف الداخلي، وكذلك يستخدم بفعّالية كبيرة لتصحيح عيوب البصر وأمراض الزرق والسّاد وغيرها. وفي الجراحة يستخدم مبضعاً من دون تلامس مما يحقق تعقيماً نموذجياً وتخثيراً للدم يقلل النزيف كثيرًا. وفي المعالجات الجلدية أثبت فعالية كبيرة لمعالجة الوحمات وبعض الأمراض الجلدية ونزع الشعر. تتفاعل أشعة الليزر مع الأنسجة الحيوية بعدة مظاهر، منها:<br />أ- الفعل الحراري: ينجم عن امتصاص الأنسجة للطاقة المحمولة بالحزمة الليزرية وتبددها الموضعي على شكل حرارة، يؤدي إلى تخثر الخلايا أو حرقها أو تبخيرها، تبعاً لكثافة الطاقة السطحية الساقطة وتبعاً لطيف الامتصاص للأنسجة الحيوية المختلفة يتحدد عمق التفاعل.<br />من أجل التبخير يعد ليزر ثنائي أكسيد الكربون CO2 هو الأفضل، ومن أجل التخثر السطحي هناك ليزر غاز الأرغون Ar+، أما من أجل التخثر الحجمي فيستخدم ليزر النيوديميوم: Nd:YAG<br />ب - فعل الامتصاص الانتقائي: تمتص بعض الأعضاء الحيوية - ونتيجة لتركيبتها الكيمياوية - شكلاً انتقائياً واحداً أو أكثر من الأطوال الموجية في الطيف الكهرطيسي. وهكذا إذا شُعِّعت هذه الأعضاء بليزر ذي طول موجي يوافق قمة الامتصاص لبعض المركبات؛ فإنه يمكن تدمير هذه المركبات الموجودة في الخلية، من دون تدمير الخلية وهذا أحد مجالات الأبحاث للقضاء على الخلايا السرطانية .<br />ج- فعل الحقل الكهرطيسي: تبلغ شدة الحقل الكهرطيسي في نبضة الليزر نحو  10 7 إلى  10 12 فولت/م، في حين شدة الحقل الكهربائي الذي يربط الإلكترونات السطحية مع النواة هو من مرتبة  10 8 إلى  10 12 فولت/م؛ لذلك من الممكن أن يتم تأيين الذرات وتخريب الروابط العضوية للجزيئات وظهور الجذور الحرة. كما أن شدة الحقل الكهرطيسي يمكن أن تؤثر في الثوابت الفيزيائية للوسط، مثل الناقلية وثابت العازلية واستقطاب أغشية الخلايا؛ وهذا يؤدي إلى فوضى في التبادل الأيوني عبر جدار الخلايا العضوية. يحدث هذا في حالة النبضات القصيرة جداً من مرتبة النانو ثانية أو البيكو ثانية، تكون شدة الحقل الكهرطيسي في نقطة المحرق كبيرة جداً بحيث يخلق الحقل بلازماplasma  موضعية تكون درجة الحرارة الموضعية والضغط فيها شديدين جداً، ويؤدي تمدد هذه البلازما إلى خلق موجة صدم ميكانيكية تؤثر في الخلايا.<br />د- فعل القشط الإشعاعي photo-ablatives: تعتمد ليزرات الأكسايمر المستخدمة في الجراحة العينية هذا الفعل حيث إن البروتينات تمتص كثيراً الأشعة فوق البنفسجية UV، فإذا كانت شدة الإشعاع فوق البنفسجي من مرتبة   10 8 W/cm2 فإن هذا الامتصاص يؤدي إلى تحطيم الروابط العضوية بالفعل الضوئي للسلاسل البوليميرية المكونة للمادة الحية مع تدافع إلكترونى بين الأجزاء، وتكون هذه الأجزاء من مرتبة 3-5 μm. هذا القشط نظيف يشفى بسرعة كبيرة.<br />من الليزرات الطبية المستخدمة:<br />- ليزر هليوم - نيون He-Ne طول موجته λ = 632 nm أحمر اللون، وله استطاعة ضعيفة.<br />- ليزر نصف ناقل طول موجته λ = 850 nm أو λ = 904 nmتحت أحمر قريب غير مرئي. <br />- ليزر غاز الأرغون طول موجته λ = 514 nm أخضر اللون.<br />- ليزر نيودميوم ياغ Nd:YA، طول موجته λ = 1064 nm، نبضي أو مستمر.<br />- ليزر نيودميوم ياغ مع مضاعف تواتر ضوئي طول موجته λ = 532nm، نبضي أو مستمر.<br />- ليزر غاز ثنائي أكسيد الكربون طول موجته λ = 10.6 μm.            <br />- ليزر الإيربيوم ياغ Er: YAG  طول موجته λ = 2.9 μmتتفاعل بشكل جيد مع جزيئات الماء.<br />- ليزرالهولميوم ياغ Ho:YAG  طول موجته λ = 2.1 μm تتفاعل بشكل جيد مع جزيئات الماء<br />- ليزرات صباغية: قابلة للتوليف في المجال المرئي.<br />- ليزرات صلبة قابلة للتوليف في مجال طيفي عريض، مثل ليزر الألكسندريت أو التيتانيوم سفير في المجال تحت الأحمر القريب. وتستخدم مع الليزرات الصباغية في المعالجة بالكيمياء الضوئية photochemical therapy.<br />- ليزرات الأكسايمر، ولها أطوال موجية في المجال فوق البنفسجي، مثل KrF وXeF XeCl وتستخدم كثيراً لتصحيح عيوب البصر.<br />2ـ تطبيقات الليزر العسكرية: يستخدم الليزر في كثير من المجالات العسكرية، فقد استخدم منذ اختراعه حتى اليوم قائساً للمسافة؛ وفي الاتصالات حيث يمكن تحميل كثير من المكالمات على حزمة ضوئية؛ كذلك يستخدم مقلد سلاح في المناورات الحربية وللتدريب على الرمي. أما الرادار الليزري LIDAR  إضافة إلى إمكانية عمله راداراً تقليدياً فيمكن استخدامه في كشف عناصر الحرب الكيمياوية والبيولوجية، وتوجد أنواع عديدة منه. يوجد كذلك كثير من التطبيقات العسكرية الأخرى، من أهمها:<br />- أنظمة قيادة القذائف وتوجيهها ليزرياً: باستخدام الليزر يمكن توجيه مقذوفات مختلفة من صواريخ و قنابل إلى الهدف بالاعتماد على مبادئ مختلفة؛ منها الإنارة والحزمة الموجهة.<br />