1Ο Einstein έθεσε τα θεωρητικά θεμέλια για το λέιζερ και το μέιζερ στο άρθρο Zur Quantentheorie der Strahlung (Περί της Κβαντικής Θεωρίας της Ακτινοβολίας)

Το 1917, ο Albert Einstein έθεσε τα θεωρητικά θεμέλια για το λέιζερ και το μέιζερ στο άρθρο Zur Quantentheorie der Strahlung (Περί της Κβαντικής Θεωρίας της Ακτινοβολίας) μέσω μιας επαναδιατύπωσης του νόμου ακτινοβολίας του Max Planck, βασισμένης εννοιολογικά σε συντελεστές πιθανότητας (συντελεστές Einstein) για την απορρόφηση, την αυθόρμητη εκπομπή και την εξαναγκασμένη εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

2Ο Rudolf W. Ladenburg επιβεβαίωσε την ύπαρξη των φαινομένων της εξαναγκασμένης εκπομπής και της αρνητικής απορρόφησης

Το 1928, ο Rudolf W. Ladenburg επιβεβαίωσε την ύπαρξη των φαινομένων της εξαναγκασμένης εκπομπής και της αρνητικής απορρόφησης.

3Ο Valentin A. Fabrikant προέβλεψε τη χρήση της εξαναγκασμένης εκπομπής για την ενίσχυση "βραχέων" κυμάτων

Το 1939, ο Valentin A. Fabrikant προέβλεψε τη χρήση της εξαναγκασμένης εκπομπής για την ενίσχυση "βραχέων" κυμάτων.

4Οι Willis E. Lamb και R.C. Retherford βρήκαν εμφανή εξαναγκασμένη εκπομπή στα φάσματα του υδρογόνου

Το 1947, οι Willis E. Lamb και R.C. Retherford βρήκαν εμφανή εξαναγκασμένη εκπομπή στα φάσματα του υδρογόνου και πραγματοποίησαν την πρώτη επίδειξη εξαναγκασμένης εκπομπής.

5Ο Alfred Kastler πρότεινε τη μέθοδο της οπτικής άντλησης

Το 1950, ο Alfred Kastler (Νόμπελ Φυσικής 1966) πρότεινε τη μέθοδο της οπτικής άντλησης, η οποία επιβεβαιώθηκε πειραματικά, δύο χρόνια αργότερα, από τους Brossel, Kastler και Winter.

6Ο Joseph Weber υπέβαλε μια εργασία σχετικά με τη χρήση εξαναγκασμένων εκπομπών για την κατασκευή ενός ενισχυτή μικροκυμάτων

Το 1951, ο Joseph Weber υπέβαλε μια εργασία σχετικά με τη χρήση εξαναγκασμένων εκπομπών για την κατασκευή ενός ενισχυτή μικροκυμάτων στο συνέδριο Institute of Radio Engineers Vacuum Tube Research Conference τον Ιούνιο του 1952 στην Οτάβα του Οντάριο, στον Καναδά. Μετά από αυτή την παρουσίαση, η RCA ζήτησε από τον Weber να δώσει ένα σεμινάριο για αυτή την ιδέα, και ο Charles Hard Townes του ζήτησε ένα αντίγραφο της εργασίας.

7Ο Charles Hard Townes και οι μεταπτυχιακοί φοιτητές James P. Gordon και Herbert J. Zeiger παρήγαγαν τον πρώτο ενισχυτή μικροκυμάτων

Το 1953, ο Charles Hard Townes και οι μεταπτυχιακοί φοιτητές James P. Gordon και Herbert J. Zeiger παρήγαγαν τον πρώτο ενισχυτή μικροκυμάτων, μια συσκευή που λειτουργούσε με παρόμοιες αρχές με το λέιζερ, αλλά ενίσχυε την ακτινοβολία μικροκυμάτων αντί για την υπέρυθρη ή ορατή ακτινοβολία. Το μέιζερ του Townes δεν ήταν ικανό για συνεχή έξοδο.

8Οι Prokhorov και Basov πρότειναν την οπτική άντληση ενός συστήματος πολλαπλών επιπέδων ως μέθοδο για την επίτευξη αναστροφής πληθυσμού

Εν τω μεταξύ, στη Σοβιετική Ένωση, ο Nikolay Basov και ο Aleksandr Prokhorov εργάζονταν ανεξάρτητα πάνω στον κβαντικό ταλαντωτή και έλυσαν το πρόβλημα των συστημάτων συνεχούς εξόδου χρησιμοποιώντας περισσότερα από δύο ενεργειακά επίπεδα. Αυτά τα μέσα ενίσχυσης μπορούσαν να απελευθερώσουν εξαναγκασμένες εκπομπές μεταξύ μιας διεγερμένης κατάστασης και μιας χαμηλότερης διεγερμένης κατάστασης, όχι της θεμελιώδους κατάστασης, διευκολύνοντας τη διατήρηση μιας αναστροφής πληθυσμού. Το 1955, οι Prokhorov και Basov πρότειναν την οπτική άντληση ενός συστήματος πολλαπλών επιπέδων ως μέθοδο για την επίτευξη αναστροφής πληθυσμού, η οποία αργότερα αποτέλεσε κύρια μέθοδο άντλησης λέιζερ.

9Ο Charles Hard Townes και ο Arthur Leonard Schawlow ξεκίνησαν μια σοβαρή μελέτη του υπέρυθρου λέιζερ

Το 1957, ο Charles Hard Townes και ο Arthur Leonard Schawlow, τότε στα Bell Labs, ξεκίνησαν μια σοβαρή μελέτη του υπέρυθρου λέιζερ. Καθώς οι ιδέες αναπτύσσονταν, εγκατέλειψαν την υπέρυθρη ακτινοβολία για να επικεντρωθούν στο ορατό φως. Η έννοια αρχικά ονομαζόταν "οπτικό μέιζερ".

10Ο Gordon Gould κατέγραψε τις ιδέες του για ένα "λέιζερ"

Ταυτόχρονα, στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια, ο μεταπτυχιακός φοιτητής Gordon Gould εργαζόταν σε μια διδακτορική διατριβή σχετικά με τα ενεργειακά επίπεδα του διεγερμένου θαλλίου. Όταν ο Gould και ο Townes συναντήθηκαν, μίλησαν για την εκπομπή ακτινοβολίας ως γενικό θέμα· στη συνέχεια, τον Νοέμβριο του 1957, ο Gould κατέγραψε τις ιδέες του για ένα "λέιζερ", συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ενός ανοιχτού αντηχείου (αργότερα ένα ουσιαστικό εξάρτημα της συσκευής λέιζερ).

11Τα Bell Labs κατέθεσαν αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας για το προτεινόμενο οπτικό τους μέιζερ

Το 1958, τα Bell Labs κατέθεσαν αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας για το προτεινόμενο οπτικό τους μέιζερ· και οι Schawlow και Townes υπέβαλαν ένα χειρόγραφο των θεωρητικών υπολογισμών τους στο Physical Review, το οποίο δημοσιεύτηκε εκείνο το έτος στον Τόμο 112, Τεύχος Αρ. 6.

12Ο Prokhorov πρότεινε ανεξάρτητα τη χρήση ενός ανοιχτού αντηχείου, την πρώτη δημοσιευμένη εμφάνιση (στην ΕΣΣΔ) αυτής της ιδέας

Το 1958, ο Prokhorov πρότεινε ανεξάρτητα τη χρήση ενός ανοιχτού αντηχείου, την πρώτη δημοσιευμένη εμφάνιση (στην ΕΣΣΔ) αυτής της ιδέας. Αλλού, στις ΗΠΑ, οι Schawlow και Townes είχαν συμφωνήσει σε έναν σχεδιασμό λέιζερ με ανοιχτό αντηχείο – προφανώς αγνοώντας τις δημοσιεύσεις του Prokhorov και την αδημοσίευτη εργασία του Gould για το λέιζερ.

13Το LASER, Ενίσχυση Φωτός μέσω Εξαναγκασμένης Εκπομπής Ακτινοβολίας

Σε ένα συνέδριο το 1959, ο Gordon Gould δημοσίευσε τον όρο LASER στο άρθρο The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Το LASER, Ενίσχυση Φωτός μέσω Εξαναγκασμένης Εκπομπής Ακτινοβολίας).

14Ο Gould συνέχισε να αναπτύσσει την ιδέα και κατέθεσε αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας

Οι σημειώσεις του Gould περιλάμβαναν πιθανές εφαρμογές για ένα λέιζερ, όπως η φασματομετρία, η συμβολομετρία, το ραντάρ και η πυρηνική σύντηξη. Συνέχισε να αναπτύσσει την ιδέα και κατέθεσε αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας τον Απρίλιο του 1959.

15Το Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ απέρριψε την αίτηση του Gould και απένειμε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στα Bell Labs

Το Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ απέρριψε την αίτηση του Gould και απένειμε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στα Bell Labs, το 1960.

16Ο Theodore H. Maiman λειτούργησε το πρώτο λειτουργικό λέιζερ

Στις 16 Μαΐου 1960, ο Theodore H. Maiman λειτούργησε το πρώτο λειτουργικό λέιζερ στα Hughes Research Laboratories, στο Μαλιμπού της Καλιφόρνια, ξεπερνώντας αρκετές ερευνητικές ομάδες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων των Townes στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια, Arthur Schawlow στα Bell Labs και Gould στην εταιρεία TRG (Technical Research Group). Το λειτουργικό λέιζερ του Maiman χρησιμοποίησε έναν συνθετικό κρύσταλλο ρουμπινιού που αντλούνταν από λαμπτήρα φλας για να παράγει κόκκινο φως λέιζερ σε μήκος κύματος 694 νανομέτρων. Η συσκευή ήταν ικανή μόνο για παλμική λειτουργία, λόγω του σχεδιασμού άντλησης τριών επιπέδων.

17Ο Ali Javan, ο William R. Bennett και ο Donald Herriott κατασκεύασαν το πρώτο λέιζερ αερίου

Αργότερα εκείνο το έτος, ο Ιρανός φυσικός Ali Javan, ο William R. Bennett και ο Donald Herriott κατασκεύασαν το πρώτο λέιζερ αερίου, χρησιμοποιώντας ήλιο και νέον, το οποίο ήταν ικανό για συνεχή λειτουργία στο υπέρυθρο (Δίπλωμα Ευρεσιτεχνίας ΗΠΑ 3.149.290). Αργότερα, ο Javan έλαβε το βραβείο Albert Einstein το 1993. Οι Basov και Javan πρότειναν την ιδέα της διόδου λέιζερ ημιαγωγών.

18Ο Robert N. Hall παρουσίασε την πρώτη συσκευή διόδου λέιζερ

Το 1962, ο Robert N. Hall παρουσίασε την πρώτη συσκευή διόδου λέιζερ, η οποία ήταν κατασκευασμένη από αρσενίδιο του γαλλίου και εξέπεμπε στο εγγύς υπέρυθρο φάσμα στα 850 nm. Αργότερα εκείνο το έτος, ο Nick Holonyak, Jr. παρουσίασε το πρώτο λέιζερ ημιαγωγών με ορατή εκπομπή. Αυτό το πρώτο λέιζερ ημιαγωγών μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο σε λειτουργία παλμικής δέσμης και όταν ψυχόταν σε θερμοκρασίες υγρού αζώτου (77 K).

19Ο Charles H. Townes, ο Nikolay Basov και ο Aleksandr Prokhorov μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής

Ο Townes αναφέρει ότι αρκετοί επιφανείς φυσικοί—μεταξύ των οποίων οι Niels Bohr, John von Neumann και Llewellyn Thomas—υποστήριξαν ότι το μέιζερ παραβίαζε την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg και επομένως δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει. Άλλοι, όπως ο Isidor Rabi και ο Polykarp Kusch, περίμεναν ότι θα ήταν μη πρακτικό και δεν άξιζε τον κόπο. Το 1964, ο Charles H. Townes, ο Nikolay Basov και ο Aleksandr Prokhorov μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, «για το θεμελιώδες έργο στον τομέα της κβαντικής ηλεκτρονικής, το οποίο οδήγησε στην κατασκευή ταλαντωτών και ενισχυτών βασισμένων στην αρχή μέιζερ-λέιζερ».

20Οι Zhores Alferov, Izuo Hayashi και Morton Panish ανέπτυξαν ανεξάρτητα λέιζερ διόδου συνεχούς λειτουργίας σε θερμοκρασία δωματίου, χρησιμοποιώντας τη δομή ετεροεπαφής

Το 1970, ο Zhores Alferov στην ΕΣΣΔ, και οι Izuo Hayashi και Morton Panish από τα Bell Telephone Laboratories, ανέπτυξαν επίσης ανεξάρτητα λέιζερ διόδου συνεχούς λειτουργίας σε θερμοκρασία δωματίου, χρησιμοποιώντας τη δομή ετεροεπαφής.

21Διαφορετικοί στόχοι απόδοσης

Από την πρώιμη περίοδο της ιστορίας των λέιζερ, η έρευνα στα λέιζερ έχει παράγει μια ποικιλία βελτιωμένων και εξειδικευμένων τύπων λέιζερ, βελτιστοποιημένων για διαφορετικούς στόχους απόδοσης, συμπεριλαμβανομένων: - νέων ζωνών μήκους κύματος - μέγιστης μέσης ισχύος εξόδου - μέγιστης ενέργειας παλμού αιχμής - μέγιστης ισχύος παλμού αιχμής - ελάχιστης διάρκειας παλμού εξόδου - ελάχιστου εύρους γραμμής - μέγιστης ενεργειακής απόδοσης - ελάχιστου κόστους Και αυτές οι έρευνες συνεχίζονται μέχρι σήμερα.

22Ερευνητές δημιούργησαν ένα λευκό λέιζερ

Το 2015, ερευνητές δημιούργησαν ένα λευκό λέιζερ, του οποίου το φως διαμορφώνεται από ένα συνθετικό νανοφύλλο κατασκευασμένο από ψευδάργυρο, κάδμιο, θείο και σελήνιο που μπορεί να εκπέμπει κόκκινο, πράσινο και μπλε φως σε μεταβαλλόμενες αναλογίες, με κάθε μήκος κύματος να εκτείνεται στα 191 nm.

23Ερευνητές στο TU Delft παρουσίασαν ένα λέιζερ μικροκυμάτων με επαφή Josephson εναλλασσόμενου ρεύματος

Το 2017, ερευνητές στο TU Delft παρουσίασαν ένα λέιζερ μικροκυμάτων με επαφή Josephson εναλλασσόμενου ρεύματος. Εφόσον το λέιζερ λειτουργεί στο υπεραγώγιμο καθεστώς, είναι πιο σταθερό από άλλα λέιζερ που βασίζονται σε ημιαγωγούς. Η συσκευή έχει δυνατότητες για εφαρμογές στην κβαντική υπολογιστική.

24Ερευνητές στο TU Munich παρουσίασαν το μικρότερο λέιζερ κλειδώματος φάσης ικανό να εκπέμπει ζεύγη κλειδωμένων φασικά παλμών λέιζερ πικοδευτερολέπτων

Το 2017, ερευνητές στο TU Munich παρουσίασαν το μικρότερο λέιζερ κλειδώματος φάσης ικανό να εκπέμπει ζεύγη κλειδωμένων φασικά παλμών λέιζερ πικοδευτερολέπτων με συχνότητα επανάληψης έως 200 GHz.

25Νέο παγκόσμιο ρεκόρ με την ανάπτυξη ενός λέιζερ ινών εμπλουτισμένου με έρβιο με εύρος γραμμής μόλις 10 millihertz

Το 2017, ερευνητές από το Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), μαζί με ερευνητές από τις ΗΠΑ από το JILA, ένα κοινό ινστιτούτο του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και του Πανεπιστημίου του Κολοράντο στο Μπόλντερ, πέτυχαν ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ αναπτύσσοντας ένα λέιζερ ινών εμπλουτισμένου με έρβιο με εύρος γραμμής μόλις 10 millihertz.