Nan lane 1960, premye nan mond lan atifisyèl lazè pèse trankilite nan Kalifòni Sis Lab la, ak lazè a Ruby envante pa Theodore Mehman louvri pòt la kreyasyon imen nan lazer ak itilize nan lazer transfòme mond lan. Depi senkant ane ki sot pase yo, devlopman nan syans lazè te rapid, ak popilèizasyon an ak aplikasyon nan teknoloji lazè tou te antre nan lavi moun nan tout aspè. Men, pifò moun ki jis konnen ke lazer gen tankou yon bi, men yo pa konnen ki jan lazè a te soti nan. Se poutèt sa, atik sa a pral eksplike prensip la nan fòmasyon lazè nan yon lang relativman komen.
Pou konprann prensip la nan fòmasyon lazè, premye konprann ki sa se nivo enèji. An tèm senp, yon nivo enèji se yon eta kote chak atòm (aktyèlman yon elèktron ekstrè) pote yon sèten kantite enèji, ak diferan nivo enèji endike ke enèji a pote nan atòm lan diferan. Pi wo nivo enèji a, pi wo enèji elektwonik ekstrè yo, ak pi fasil la se kase lwen nwayo a. Pou dedomajman pou konprann, se atòm ki pi senp idwojèn nan estrikti atomik la pran kòm yon egzanp.
n reprezante yon nimewo pwopòsyon ki koresponn ak nivo enèji E nan atòm la. Lè n = 1, li endike nivo enèji nan eta a fiks nan atòm nan idwojèn, ki rele eta a tè (E1 nivo). n = 2, 3, 4, elatriye yo rele eta eksite (E2 nivo enèji, nivo enèji E3, nivo enèji E4, elatriye). Dapre teyori fizisyen dògyen Bohr a, lè atòm la se nan yon eta ki estab, si li se eksite pa mond lan deyò ak absòbe enèji ki koresponn ekstèn lan, li pral so nan yon nivo enèji ki pi wo yo fòme yon eta eksite. Atòm la se enstab nan eta a eksite. Lè atòm la se nan eta a eksite, li natirèlman tranzisyon nan nivo ki pi ba enèji. Apre yon sèl oswa plizyè tranzisyon nan eta a tè, se enèji ki koresponn lan lage pandan tranzisyon an nan nivo a enèji ki ba. Sa a enèji korespondan ki egziste nan fòm lan nan foton nan yon frekans sèten, ki ka kalkile nan valè a sou bò dwat nan dyagram nan nivo enèji, ak enèji nan foton E = hn = em - En. h se valè a fiks mezire pa fizisyen an (Planck konstan), ν se frekans nan foton a (frekans lan nan ki foton a libere nan eta a eksite nan eta a tè, ki se frekans nan ekstèn nan radyasyon limyè, ki se lazè a lè se lazè a fòme. Frekans la, ki detèmine longèdonn nan lazè a λ = c / ν, c se vitès la nan limyè).
Aprè konprann estrikti nivo enèji a, ann gade ki jan lazè a fòme. Pou dedomajman pou fasil konpreyansyon, se lazè a ki pi senp Ruby pran kòm yon egzanp. Laser a Ruby se yon lazè solid-eta. Sibstans k ap travay la se yon baton Ruby. Matris la kristal se Al2O3, ki se doped ak 0.05% nan Cr2O3. Se aksyon an lazè nan ruby reyalize pa pwosesis la emisyon ankouraje nan Cr3 + (ionyon Chromium), se konsa Cr3 + yo rele souvan ion aktive a, ki se "kò a" nan lazè a ki pwodui nan Ruby. Eleman prensipal la nan Ruby, alumina, se sèlman yon matris ki gen ions chromium, ki te gen sèlman yon efè endirèk sou aksyon lazè. Estrikti nivo enèji li yo jan sa endike:
Lè limyè ponp lan grandi Ruby a, Cr3 + ion nan eta a tè absòbe limyè a nan yon longèdonn espesifik ak tranzisyon nan nivo E3. Iyon nan Cr3 + gen yon lavi trè kout nan nivo enèji sa a (trè enstab, apeprè 10-9 s), epi konsa byen vit pase nan tranzisyon Radyasyon (tranzisyon pa gen okenn radyasyon refere a echanj enèji ak mond lan deyò pa atomik kolizyon an, se sa ki, mouvman an tèmik andedan kristal la, se konsa ke chanjman nan nivo enèji, ni emisyon ni absòbe foton) tranzisyon nan nivo E2. Nivo enèji E2 a gen yon lavi depi lontan (apeprè 3ms), ki rele nivo enèji metastab la, kote plis Cr3 + yo ka kolekte. Lè ponp ekstèn lan fò ase, se yon enversasyon popilasyon ki fòme ant nivo E2 ak nivo E1, se sa ki, kantite CR3 + sou nivo E2 ki pi gran pase nivo E1. Apre yo fin envèstisman popilasyon an reyalize, chak foton ekstèn ak enèji hn ap motive yon atòm nan nivo E2 pou fè tranzisyon nan eta a tè, ak divilge yon foton ak enèji hn, epi yo pral enèji nan foton total dwe chanje a 2, 2 chanjman 4, 4 chanjman 8 ... konsa reyisi ankouraje anplifikasyon nan radyasyon ankouraje (jwenn). Depi kavite optik la gen yon pèt sou benefis optik la, lazè a ap pwodiksyon sèlman lè genyen anplifikasyon nan radyasyon ankouraje pi gran pase pèt yo divès kalite nan lazè a.
