

レーザー科学またはレーザー物理学は、レーザーの理論と実践を記述する光学の分野です。[ 1 ]
レーザー科学は、主に量子エレクトロニクス、レーザーの構造、光共振器の設計、レーザー媒質における反転分布の生成物理学、レーザーにおける光場の時間発展を研究対象としています。また、レーザービーム伝搬の物理学、特にガウスビームの物理学、レーザー応用、そして非線形光学や量子光学といった関連分野にも取り組んでいます。
レーザー科学は、レーザー自体の発明に先立つものです。アルバート・アインシュタインは、1917 年に、電磁放射の吸収、自然放出、誘導放出の確率係数 (アインシュタイン係数)に基づく形式論を使用してマックス・プランクの放射の法則を再導出した論文を通じて、レーザーとメーザーの基礎を築きました。[ 2 ]誘導放出の存在は、1928 年にルドルフ・W・ラデンバーグによって確認されました。[ 3 ] 1939 年に、ヴァレンティン・A・ファブリカントが最も初期のレーザーを提案しました。彼は、誘導放出を使用する光増幅に必要な条件を指定しました。[ 4 ] 1947 年に、ウィリス・E・ラムと RC レザーフォードは、水素スペクトルで見かけの誘導放出を発見し、誘導放出の最初の実証を行いました。[ 3 ] 1950年にアルフレッド・カストラー(1966年ノーベル物理学賞受賞)が光ポンピング法を提案し、2年後にブロッセル、カストラー、ウィンターによって実験的に確認されました。[ 5 ]
マイクロ波レーザー(メーザー)の動作原理は、 1952年5月に開催された全連邦電波分光学会議において、ニコライ・バソフとアレクサンダー・プロホロフによって初めて説明された。最初のメーザーは、チャールズ・H・タウンズ、ジェームズ・P・ゴードン、ハーバート・J・ツァイガーによって1953年に構築された。タウンズ、バソフ、プロホロフは、誘導放出の分野における研究により、1964年にノーベル物理学賞を受賞した。アーサー・アシュキン、ジェラール・ムルー、ドナ・ストリックランドは、レーザー物理学の分野における画期的な発明により、2018年にノーベル物理学賞を受賞した。[ 6 ]
最初の実用的なレーザー(パルスルビーレーザー)は、1960年5月16日にヒューズ研究所のセオドア・メイマンによって実証されました。[ 7 ]