1960年，美國加利福尼亞休斯研究所的瑟多爾·梅曼發(fā)明了世界上第一臺紅寶石激光器。從此，一門新興的邊緣學(xué)科——量子電子學(xué)迅速發(fā)展起來了。

　　關(guān)于微波激射器與激光器的理論基礎(chǔ)，早在30多年前就由愛因斯坦奠定了。

　　二次大戰(zhàn)后，日臻成熟的微波電子技術(shù)促進(jìn)了微波波譜學(xué)的發(fā)展，同時人們對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)也有了較深入的了解，而一些實驗與理論上的問題，如在光譜學(xué)的研究中所觀察到的許多超精細(xì)結(jié)構(gòu)也亟待給以解釋。這些都促成了微波量子電子學(xué)的誕生。沒有幾年工夫，人們發(fā)現(xiàn)了一系列磁共振現(xiàn)象。1946年，布洛赫在做核感應(yīng)實驗時，觀察到微波輻射和工作物質(zhì)間的共振信號，并初次觀察到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(即N2>N1)的實驗現(xiàn)象。1951年，珀塞爾等人在做與此相同的實驗時有意識地讓磁場作180°的突然反轉(zhuǎn)，使體系處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，他們觀察到50千赫的受激輻射信號。這是在實驗上第一次觀察到受激射現(xiàn)象。

　　1951年，一些科學(xué)家在美國華盛頓聚會，討論如何發(fā)展比微波頻率更高的輻射以應(yīng)用于通信和其他領(lǐng)域，湯斯對此十分感興趣。他設(shè)想用某種方法破壞熱平衡分布，使多數(shù)分子處于較高能級，然后用微波照射這些分子使其受激而輻射能量，這就可以起到放大電磁波的作用，最后再把一部分發(fā)射的電磁波反饋到儀器中去激發(fā)處于高能級的分子，這樣就可能形成振蕩。湯斯認(rèn)為這種反饋作用可以在微波諧振腔中進(jìn)行。他按照上述想法，和他的兩個助手經(jīng)過3年試驗，終于在1953年12月研制成功了最早的微波激射器——氨分子量子振蕩器。蘇聯(lián)的巴索夫和普羅霍洛夫也幾乎和湯斯同時獨立地研制出氨分子微波激射器。

　　微波激射器的研制成功，給人們以啟發(fā)，科學(xué)家開始思考：能否應(yīng)用同樣的原理在光頻波段實現(xiàn)受激發(fā)射。當(dāng)時光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也迫切需要高單色性、高亮度和高方向性的光源，如全息照相技術(shù)在40年代初已經(jīng)出現(xiàn)，卻因為缺少合適的單色光源而得不到發(fā)展和推廣。

　　從微波激射器到光激射器有許多新問題需要解決。1958年，肖洛和湯斯在一篇著名的文章中討論了由微波激射器過渡到激光器所存在的問題，并提出了解決問題的方法。他們建議，使用一種叫法布里一泊洛干涉儀形式的兩個平行平面鏡作光頻諧振腔，使振蕩維持一個或少數(shù)幾個模式。這是從微波激射器到激光器發(fā)展過程中關(guān)鍵的一步。湯斯和肖洛最初考慮，用鉀蒸汽作激光工作物質(zhì)，用鉀光譜燈作激勵光源。他們也分析了紅寶石的幾條熒光譜線，認(rèn)為紅寶石的R1線很難實現(xiàn)受激發(fā)射，因為這條線終止于基態(tài)，不易實現(xiàn)能級間粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。然而，梅曼沖破了這一禁區(qū)，巧妙地使用強(qiáng)脈沖氙燈光為激勵源，于1960年7月制成了激光器。梅曼的紅寶石激光器由三部分組成：工作物質(zhì)——紅寶石晶體、光頻諧振腔和泵浦光源——脈沖氙燈。

　　第一臺紅寶石激光器出現(xiàn)以后，各類激光器如雨后春筍相繼誕生。激光和激光器的研究，形成了眾多的分支學(xué)科，如激光物理學(xué)、激光技術(shù)、非線性光學(xué)、光電子學(xué)、集成光學(xué)、光全息技術(shù)等。激光技術(shù)和原子能技術(shù)、電子技術(shù)一樣，已成為20世紀(jì)重要的新興技術(shù)之一，對科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展正產(chǎn)生著重要的影響。