雷射器的誕生是哪一年？
從粒子數反轉到雷射器，中間僅僅只有一步之差了。可是這一步卻足足走了二十年。1940年前後，人們在實驗過程中已經觀察到粒子數反轉和激發態原子的受激輻射對入射信號的放大作用。但是，當時並沒有人立即去研究利用受激輻射光。阻礙人們前進的不是技術上的困難，而是缺乏創造性的思想，更為重要的是社會生產沒有迫切的需求。
第二次世界大戰之後，無線電通信的發達和雷達的應用促進了無線電技術的迅速發展。人們對電磁波的研究從中短波擴展到微波波段。50年代初期，由於湯斯、巴索夫和普羅霍羅夫的創造性思想，發明了微波激射器（又叫微波量子放大器）。在研製微波激射器的基礎上，1958年，湯斯和蕭洛把微波激射器的原理擴大到光譜段，提出了雷射器的第一個理論方案，1960年，第一臺雷射器誕生了。
按照湯斯和蕭洛的思想，雷射器的中心是一塊工作物質，旁邊是光泵（譬如氙燈），工作物質的兩端裝有兩塊相互平行的反射鏡，構成一個光頻共振腔。什麼叫共振腔呢？舉個例子，收音機的喇叭箱是一個聲學共振腔。它對不同頻率的聲波有不同的響應，可以起到改善音質的效用。雷射共振腔可以類比於光波的「喇叭箱」。但它與聲喇叭箱形式不同，除了端面有兩塊反射鏡以外，側面是開的，常稱為「開式諧振腔」。由於這個特點，雷射共振腔不僅對不同的光波頻率有不同的響應，而且對光波的不同傳播方向也有不同的響應。
第一臺雷射器是以紅寶石為工作物質，以強光為激勵源的。電路接通之後，氙燈發出強閃光照射紅寶石，使紅寶石中的鉻離子大量地從基態激發到高能態，造成粒子數反轉。一些高能態的鉻離子自發躍遷到低能態，向各個方向輻射出光子。向側面發射的光很快就離開了工作物質，唯有沿軸線方向的光，因受激輻射而增殖放大。軸向的光遇到反射鏡後，一部分透過鏡子（這就是輸出的雷射），大部分被反射回工作物質，繼續增殖放大。這和電子線路中的正反饋是相當的。在另一端，鏡子常製作成全反射，幾乎所有的光都被反回到工作物質中。經過多次來回反射，高能級的原子都受激輻射出光子，躍遷回低能級。工作物質中因粒子數反轉積累起來的能量就變成了強度極高的雷射沿軸方向輸出。
雷射共振腔實質上又是一臺光學幹涉儀。按照幹涉理論，光在幹涉儀內只能以駐波的方式存在，這些光波波長的整數倍必須等於幹涉儀長度的兩倍。如果沒有雷射共振腔，工作物質發出的光按頻率的分布是連續的。共振腔的作用是等間隔地選擇頻率，輸出雷射按頻率的分布變為不連續的梳齒形。共振腔的這種作用稱作選頻。
此外，光在兩塊反射鏡之間來回多次反射，每次遇到鏡子的邊緣，光就損失一些，光在雷射器內遇到孔，也要被擋去一些，因此，雷射在橫截面上不是均勻分布，而是形成一種穩定的強度分布花樣，我們把這種花樣叫做橫模。以後我們將會講到，對模式的控制是一項重要的雷射技術。雷射器是在量子物理的基礎上產生的一種新型光源。雷射器的出現，使歷來光學中想做而做不到的實驗得以實現，許多從未想到的光學現象也被發現從此，人類手中又增添了一項向大自然開戰的銳利武器。