爱因斯坦早在1916年就提出了受激辐射的理论，为激光器的产生奠定了理论基础。但因这一理论在以后的数十年内得不到实际应用，所以直到1960年才诞生了世界上第一台激光器。
所谓激光，就是受激辐射得到的放大的光。要产生激光，必须实现受激辐射；而要实现受激辐射，就必须设法使粒子的能级分布数目来一个相反的变化，使处于高能级的粒子数目大大多于低能级的粒子数目，也就是使光的受激辐射的机会大大超过光的受激吸收的机会。这在激光技术中称作“粒子数反转”。一般来说，通过光照、放电、化学反应等办法，就能使处于低能级的粒子吸收大量能量，从而加快运动，跳到高能级上。当处于高能级的粒子数多于处于低能级的粒子数，又有一个适当的入射光子时，就会实现受激辐射。
实现了粒子数反转以后，还需要有一个谐振腔的作用，加强光的受激放大的效果，从而使它大大胜过自发辐射而形成激光振荡，这样才能产生强力的激光。
20世纪上半叶，由于军用雷达的研制，促进了微波和脉冲技术的发展。电子学、微波振荡器等开始应用于微波波谱学的研究。40年代末，出现了量子电子学，主要研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用，相应的器件也研制出来。这些理论和技术的产生和发展，都为激光器的发明奠定了坚实的基础。
1951年春天，来自世界各地的物理学家和通信科技专家相聚美国华盛顿，研讨频率高于微波的辐射的应用问题。美国物理学家汤斯在参加会议期间，一直在思考着如何应用微波辐射来研制一台微波激射器。他设想用某种方法破坏热平衡分布，使多数分子处于高能级，然后用微波照射这些分子使其受激而辐射能量，就可起到放大电磁波的作用，再把电磁波一部分反馈到仪器中，去激发处于高能级的分子，从而形成微波振荡。这种反馈可在微波谐振腔中进行。
一天清晨，正在散步的汤斯突然来了灵感，他在几分钟内就拟定出研制微波激射器的方案。会议结束后，汤斯立即返回他的工作单位贝尔实验室，将自己的研究小组成员召集起来，按他设想的研制方案进行工作。
汤斯领导研究小组经过3年的实验，于1954年研制成世界上第一台微波激射器，汤斯称之为“微波激射放大器”。几个月后，前苏联物理学家巴索夫和普罗霍洛夫也独立地研制出氨分子微波激射器。
既然微波可以实现量子放大，为什么不能推广到可见光，实现光的放大呢？
微波激射器的研制成功，启发物理学家们去思考在光频波段实现受激辐射问题。当时光学技术的发展，迫切需要高单色性、高亮度、高方向性光源。
1958年12月，美国物理学家肖洛与汤斯合作，发表了《红外区和光学激射器》一文，他俩将微波激射器与光学、光谱学的知识结合起来，提出激光器的设计方案并作了理论分析。肖洛和汤斯建议用法布里——珀罗干涉仪作光频谐振腔，这是从微波激射器发展到激光器的关键一步。此外，他们对激光器的工作物质、激励光源作了分析和论证。只可惜，他们与激光器的发明尚有一步之隔。
与此同时，前苏联的巴索夫和普罗霍洛夫也在积极进行激光器的研制工作，提出了在光频波段实现光波受激辐射放大的有关设想和建议。
他们4人因对微波激射器和激光器研制的卓越贡献，都曾荣获诺贝尔物理学奖。其中，汤斯、巴索夫、普罗霍洛夫获得1964年诺贝尔物理学奖；肖洛则获得1981年诺贝尔物理学奖。
1960年，美国加利福尼亚休斯研究所的青年物理学家梅曼冲破一道道技术难关，用强脉冲氙灯作光激励源，成功地研制出世界上第一台红宝石激光器。揭开了现代激光技术的新篇章。
继红宝石激光器发明后，各种激光器相继问世，迅速应用于各个领域，如应用在彩色电视的制作技术，遥控、导航以及实现激光宇宙通信，制造激光雷达等！
激光器的发明，改善了我们的物质生活，使我们生活得更加美好。