י עד הווה
Germany, U.S. and U.S.S.R.
לייזר הוא התקן הפולט אור בתהליך של הגברה אופטית המבוסס על פליטה מאולצת של קרינה אלקטרומגנטית. המונח "לייזר" מקורו בראשי תיבות של "הגברת אור באמצעות פליטה מאולצת של קרינה" (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). הלייזר הראשון נבנה בשנת 1960 על ידי תיאודור ה. מיימן במעבדות המחקר של יוז, בהתבסס על עבודה תיאורטית של צ'ארלס הארד טאונס וארתור לאונרד שולוב.
בשנת 1917, אלברט איינשטיין ביסס את היסודות התיאורטיים ללייזר ולמייזר במאמר Zur Quantentheorie der Strahlung (על תורת הקוונטים של הקרינה) באמצעות גזירה מחדש של חוק הקרינה של מקס פלאנק, המבוסס רעיונית על מקדמי הסתברות (מקדמי איינשטיין) לבליעה, פליטה ספונטנית ופליטה מאולצת של קרינה אלקטרומגנטית.
בשנת 1928, רודולף ו. לאדנבורג אישר את קיומם של תופעות הפליטה המאולצת והבליעה השלילית.
בשנת 1939, ולנטין א. פבריקנט חזה את השימוש בפליטה מאולצת להגברת גלים "קצרים".
בשנת 1947, ויליס א. לאמב ור.ק. רת'רפורד מצאו פליטה מאולצת לכאורה בספקטרום המימן וביצעו את ההדגמה הראשונה של פליטה מאולצת.
בשנת 1950, אלפרד קסטלר (חתן פרס נובל לפיזיקה 1966) הציע את שיטת השאיבה האופטית, שאושרה ניסויית שנתיים לאחר מכן על ידי ברוסל, קסטלר ווינטר.
בשנת 1951, ג'וזף ובר הגיש מאמר על שימוש בפליטות מאולצות ליצירת מגבר מיקרוגל לוועידת מחקר שפופרות הריק של המכון למהנדסי רדיו ביוני 1952 באוטווה, אונטריו, קנדה. לאחר מצגת זו, RCA ביקשה מובר להעביר סמינר על רעיון זה, וצ'ארלס הארד טאונס ביקש ממנו עותק של המאמר.
בשנת 1953, צ'ארלס הארד טאונס וסטודנטים לתארים מתקדמים ג'יימס פ. גורדון והרברט ג'. צייגר ייצרו את מגבר המיקרוגל הראשון, התקן הפועל על עקרונות דומים לאלו של הלייזר, אך מגביר קרינת מיקרוגל במקום קרינה אינפרא-אדומה או נראית. המייזר של טאונס לא היה מסוגל לפלט רציף.
בינתיים, בברית המועצות, ניקולאי באסוב ואלכסנדר פרוחורוב עבדו באופן עצמאי על המתנד הקוונטי ופתרו את בעיית המערכות בעלות הפלט הרציף על ידי שימוש ביותר משתי רמות אנרגיה. תווכי הגבר אלו יכלו לשחרר פליטות מאולצות בין מצב מעורר למצב מעורר נמוך יותר, ולא למצב היסוד, מה שהקל על שמירת היפוך אוכלוסייה. בשנת 1955, פרוחורוב ובאסוב הציעו שאיבה אופטית של מערכת רב-רמתית כשיטה להשגת היפוך אוכלוסייה, שהפכה מאוחר יותר לשיטה עיקרית לשאיבת לייזר.
בשנת 1957, צ'ארלס הארד טאונס וארתור לאונרד שולוב, אז במעבדות בל, החלו במחקר רציני של הלייזר האינפרא-אדום. ככל שהרעיונות התפתחו, הם נטשו את הקרינה האינפרא-אדומה כדי להתרכז במקום זאת באור נראה. המושג נקרא במקור "מייזר אופטי".
במקביל, באוניברסיטת קולומביה, סטודנט לתואר דוקטור גורדון גולד עבד על תזה בנושא רמות האנרגיה של תליום מעורר. כאשר גולד וטאונס נפגשו, הם דיברו על פליטת קרינה כנושא כללי; לאחר מכן, בנובמבר 1957, גולד רשם את רעיונותיו עבור "לייזר", כולל שימוש במהוד פתוח (שלימים הפך לרכיב חיוני בהתקן הלייזר).
בשנת 1958, מעבדות בל הגישו בקשת פטנט עבור המייזר האופטי שהציעו; ושולוב וטאונס הגישו כתב יד של חישוביהם התיאורטיים ל-Physical Review, שפורסם באותה שנה בכרך 112, גיליון מס' 6.
בשנת 1958, פרוחורוב הציע באופן עצמאי להשתמש במהוד פתוח, ההופעה המפורסמת הראשונה (בברית המועצות) של רעיון זה. במקום אחר, בארה"ב, שולוב וטאונס הסכימו על עיצוב לייזר עם מהוד פתוח – ככל הנראה מבלי להיות מודעים לפרסומיו של פרוחורוב ולעבודת הלייזר שלא פורסמה של גולד.
בוועידה בשנת 1959, גורדון גולד פרסם את המונח LASER במאמר "הלייזר, הגברת אור באמצעות פליטה מאולצת של קרינה".
הערותיו של גולד כללו יישומים אפשריים ללייזר, כגון ספקטרומטריה, אינטרפרומטריה, מכ"ם והיתוך גרעיני. הוא המשיך לפתח את הרעיון והגיש בקשת פטנט באפריל 1959.
משרד הפטנטים האמריקאי דחה את בקשתו של גולד והעניק פטנט למעבדות בל בשנת 1960.
ב-16 במאי 1960, תיאודור ה' מיימן הפעיל את הלייזר המתפקד הראשון במעבדות המחקר של יוז (Hughes Research Laboratories) במאליבו, קליפורניה, לפני מספר צוותי מחקר, כולל אלו של טאונס מאוניברסיטת קולומביה, ארתור שולוב ממעבדות בל, וגולד מחברת TRG (Technical Research Group). הלייזר המתפקד של מיימן השתמש בגביש אודם סינתטי מואץ על ידי מנורת הבזק כדי להפיק אור לייזר אדום באורך גל של 694 ננומטר. המכשיר היה מסוגל לפעול במצב פועם בלבד, בשל תכנון השאיבה בעל שלוש הרמות שלו.
מאוחר יותר באותה שנה, הפיזיקאי האיראני עלי ג'וואן, ויליאם ר' בנט ודונלד הריוט בנו את לייזר הגז הראשון, תוך שימוש בהליום וניאון, שהיה מסוגל לפעולה רציפה בתחום האינפרא-אדום (פטנט אמריקאי 3,149,290). מאוחר יותר, ג'וואן קיבל את פרס אלברט איינשטיין בשנת 1993. באסוב וג'וואן הציעו את הקונספט של דיודת לייזר מוליכה למחצה.
בשנת 1962, רוברט נ' הול הדגים את התקן דיודת הלייזר הראשון, שהיה עשוי מגליום ארסניד ופלט אור בתחום האינפרא-אדום הקרוב של הספקטרום באורך גל של 850 ננומטר. מאוחר יותר באותה שנה, ניק הולוניאק הבן הדגים את הלייזר המוליך למחצה הראשון עם פליטה נראית לעין. לייזר מוליך למחצה ראשון זה יכול היה לשמש רק בפעולת קרן פועמת, ורק כאשר קורר לטמפרטורות של חנקן נוזלי (77 קלווין).
טאונס מדווח כי מספר פיזיקאים בולטים - ביניהם נילס בוהר, ג'ון פון נוימן ולואלין תומאס - טענו כי המייזר מפר את עקרון אי-הוודאות של הייזנברג ולכן אינו יכול לעבוד. אחרים, כמו איזידור רבי ופוליקארפ קוש, ציפו שזה יהיה לא מעשי ולא שווה את המאמץ. בשנת 1964, צ'ארלס ה' טאונס, ניקולאי באסוב ואלכסנדר פרוחורוב חלקו את פרס נובל לפיזיקה, "על עבודה בסיסית בתחום האלקטרוניקה הקוונטית, שהובילה לבניית מתנדים ומגברים המבוססים על עקרון המייזר-לייזר".
בשנת 1970, ז'ורס אלפרוב בברית המועצות, ואיזואו היאשי ומורטון פאניש ממעבדות בל, פיתחו גם הם באופן עצמאי לייזרי דיודה הפועלים ברציפות בטמפרטורת החדר, תוך שימוש במבנה הטרו-צומת.
מאז התקופה המוקדמת של היסטוריית הלייזר, מחקר הלייזר הניב מגוון של סוגי לייזר משופרים ומתמחים, המותאמים ליעדי ביצועים שונים, כולל: - תחומי אורך גל חדשים - הספק מוצא ממוצע מקסימלי - אנרגיית פעימה שיא מקסימלית - הספק פעימה שיא מקסימלי - משך פעימת מוצא מינימלי - רוחב פס מינימלי - נצילות הספק מקסימלית - עלות מינימלית ומחקרים אלו נמשכים עד היום.
בשנת 2015, חוקרים יצרו לייזר לבן, שאורו מווסת על ידי ננו-יריעה סינתטית העשויה מאבץ, קדמיום, גופרית וסלניום, שיכולה לפלוט אור אדום, ירוק וכחול בפרופורציות משתנות, כאשר כל אורך גל משתרע על פני 191 ננומטר.
בשנת 2017, חוקרים ב-TU Delft הדגימו לייזר מיקרוגל מסוג צומת ג'וזפסון AC. מכיוון שהלייזר פועל במשטר מוליכות-על, הוא יציב יותר מלייזרים אחרים מבוססי מוליכים למחצה. למכשיר יש פוטנציאל ליישומים במחשוב קוונטי.
בשנת 2017, חוקרים ב-TU Munich הדגימו את לייזר נעילת האופנים הקטן ביותר המסוגל לפלוט זוגות של פעימות לייזר פיקו-שניות נעולות פאזה עם תדר חזרה של עד 200 גיגה-הרץ.
בשנת 2017, חוקרים מהמכון הלאומי למטרולוגיה של גרמניה (PTB), יחד עם חוקרים אמריקאים מ-JILA, מכון משותף של המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) ואוניברסיטת קולורדו בולדר, קבעו שיא עולם חדש על ידי פיתוח לייזר סיב מסומם בארביום עם רוחב פס של 10 מילי-הרץ בלבד.
