Lazeriai arba kvantiniai optiniai generatoriai yra XX amžiaus antroje pusėje atrasti koherentiniai spinduliuotojai su labai įdomiomis ir naudingomis savybėmis. Šiandien žinomi įvairūs lazerių tipai: dujiniai, kristaliniai, puslaidininkiniai, tolydaus ar impulsinio režimo. Jie išspinduliuoja infraraudonuosius, regimuosius, ultravioletinius spindulius.Lazerių galia – nuo milivato iki dešimčių teravatų. Lazeriniams šviesos šaltiniams būdingas išspinduliuotų bangų monochromatiškumas – visi fotonai neša beveik po vienodą energijos kiekį, t.y. visos bangos beveik vienodo dažnio.
Lazerių spinduliavimo mechanizmas grindžiamas tuo, kad juose egzistuoja dviejų rūšių pusiausvyros būsenos: stabilioji ir metastabilioji. Stabilioji yra ta, kurios energija yra minimali – į kurią pusę beveiktų chaotiška pašalinė jėga, vis tiek grįš į būtąją stabilią būseną. Metastabili būsena – su negiliu potencinės energijos įdubimu: kol trikdanti jėga silpna, iš tos būsenos neišeina. Tačiau, kadangi mikropasaulyje dominuoja atsitiktinumai, metastabili būsena išsilaiko ne ilgiau nei milisekundę. Metastabilios būsenos įvaizdis – ant stalo pastatytas pieštukas prasidedant pertraukai.
Atomas pereina į aukštesnę (sužadintą) būseną arba pagrobdamas fotoną, kuris atneša reikiamą energijos kiekį, arba gaudamas tą energiją iš kitų atomų, elektronų, jonų. Išspinduliuoja atomas dviem būdais: spontaniškai – savaime, veikiamas atsitiktinių priežasčių ir priverstinai (indukuotas spinduliavimas). Priverstinio išspinduliavimo procesą nuspėjo ir jo dėsningumą nusakė 1916 m. A. Einšteinas. Jo esmė: jei atomas yra metastabilios būsenos, iš kurios jis galėtų pereiti į žemesnę, tai jis iškart į ją pereina, jei į atomą pakliūva fotonas su būtent tokia energija. Taigi, atklydęs fotonas išvilioja iš atomo savo antrininką, kad jau toliau skrietų ta pačia linkme dviese. 1 pav. pateiktos minėtų trijų procesų schemos: a - sužadinimas, pagrobus fotoną, b - savaiminis (spontaninis) išspinduliavimas, c - indukuotas spinduliavimas.