Laserem nazywa się generator fal elektromagnetycznych o dużej spójności. Emitowane promieniowanie obejmuje ultrafiolet, światło widzialne i podczerwień.

Nazwa LASER pochodzi od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Zwrot ten oznacza wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania.

Jeżeli układ znajduje się w równowadze termodynamicznej to większe prawdopodobieństwo istnieje dla emisji spontanicznej. Promieniowanie powstające w wyniku takiego procesu charakteryzuje się różnymi fazami czyli nie jest spójne.

W takim stanie większość atomów znajduje się w stanie podstawowym. Nawet jeśli jakieś atomy są w stanie wzbudzonym to szybko pozbywają się nadmiaru energii i przechodzą na poziom niższy energetycznie. Proces ten zachodzi samoistnie. Natomiast w laserach chodzi o to, aby w ich ośrodkach czynnych doprowadzić do innego procesu, zwanego emisją wymuszoną. Można tego dokonać wysyłając w kierunku atomu w stanie wzbudzonym promieniowanie o energii kwantu równej różnicy energetycznej między poziomem wzbudzonym a poziomem podstawowym. Atom taki emituje wtedy kwant promieniowania, spójny do kwantu wymuszającego i biegnący w tym samym kierunku.

Aby emisja wymuszona przeważała nad emisja spontaniczną należy doprowadzić w ośrodku czynnym laserów do stanu zwanego inwersją obsadzeń. Można tego dokonać w procesie zwanym pompowaniem. W procesie tym do układu dostarcza się energię.

Jako ośrodek czynny w laserze może być stosowany:

* gaz - lasery takie dzieli się je na : jonowe, atomowe i molekularne, mogą to być np. lasery helowo neonowe lub argonowe

* ciecz -w grupie tej wyróżnia się lasery: chelatowe, organiczne, nieorganiczne

* ciało stałe -przykład stanowi laser rubinowy lub neodymowy.

Podstawową własnością promieniowania laserowego jest spójność. Oznacza to, że promieniowanie jest zgodne w fazie. Poza tym jest to promieniowanie monochromatyczne. Oznacza to, że linia emisyjna ma niewielką szerokość spektralną. Inna cecha tego promieniowania to równoległość. Dzięki temu istnieje duża łatwość w skupianiu wiązki światła laserowego przez np. soczewki.

Gęstość mocy promieniowania laserowego może sięgać W/cm.

Poniżej przedstawiono charakterystyki dwóch laserów.

Laser helowo - neonowy

W laserze tym ośrodkiem czynnym jest mieszanina dwóch gazów: helu i neonu. Ciśnienie całkowite gazów zbliżone jest do 1.3 hPa. Mieszanina musi oczywiście mieć odpowiednie proporcje, to znaczy na 10 objętości helu musi przypadać 1 objętość neonu.

Laser obudowany jest szczelną rurą wykonaną z kwarcu, o średnicy kilku milimetrów, z elektrodami. Do tych elektrod przyłożone jest wysokie napięcie, które wywołuje wyładowania w gazie.

Najczęściej lasery te pracują na długościach fali:  i .

Laser rubinowy

Jest to przykład lasera , w którym ośrodek czynny stanowi ciało stałe. Wykorzystuje się tutaj mianowicie kryształy korundu z niewielka ilością jonów chromu. Kryształ ten ma postać walca. Pompowania optycznego dokonuje się za pomocą błysku flesza. Lasery te emitują światło barwy czerwonej odpowiadające długości fali λ = 694.3 nm.

Warto również zastanowić się nad wpływem promieniowania laserowego na tkanki organizmu. Przede wszystkim skutki działania światłą laserowego zależą od długości stosowanej fali oraz od gęstości mocy tego promieniowania. No i oczywiście zależy to także od rodzaju tkanki.

W tkance bowiem mogą zachodzić różnego rodzaju procesy. I tak jeśli na tkankę padnie promieniowanie z zakresu widzialnego to będzie charakteryzować się słabą przenikliwością. Będzie się tak działo na skutek wielokrotnych rozproszeń i odbić, a także pochłaniania promieniowania przez barwniki. Jeśli mamy dodatkowo do czynienia z tkankami o dużej zawartości wody to zachodzi pochłanianie promieniowania z zakresu ultrafioletu i podczerwieni.

Zjawisko pochłaniania promieniowania laserowego w tkankach może być przyczyną efektów fotobiochemicznych, fototermicznych oraz fotojonizacyjnych.

Na efekty fotobiochemiczne składają się m.in. : przyspieszenie mitozy, zmiany w strukturze błon, przyspieszenie szybkości transportu elektrolitów.

Efekty fototermiczne natomiast zalezą od temperatury, jaką osiągnie tkanka pod wpływem promieniowania. Już przy temperaturze z przedziału 43 - 60 stopni C dochodzi do częściowej denaturacji enzymów i uszkodzenia struktury błon biologicznych.

Przy temperaturze pomiędzy 60 a 80 stopni dochodzi do trwałej denaturacji białek ,a przy temperaturze wyższej ma miejsce nieodwracalna denaturacja DNA.

Efekty fotojonizacyjne pojawiają się przy bardzo dużych gęstościach mocy wiązki laserowej. Obejmują one fotoablacje, fale uderzeniowe , fotofragmentacje i fotorozrywanie tkanek.