激光的產生——光的受激發射和放大都是在它的“搖籃”裏實現的，這“搖籃”的名字叫做激光器。
激光器是個什麼物件？它是怎樣產生受激輻射和光放大的呢？
激光器基本上是由3個部分組成的：第一部分是用於產生受激輻射的工作物質，也就是能夠形成粒子數反轉分布的物質，叫做激活物質或激光物質，它可以是固體、液體或氣體；第二部分是能源激勵裝置，它給工作物質以“刺激”的作用，如前所述，這種作用稱為“泵浦”，即通過一定的方式向工作物質輸入能量，激勵工作物質達到粒子數反轉狀態；第三部分是光學諧振腔，它是由兩塊光學反射鏡按一定方式組合而成的，工作物質就放置在兩塊反射鏡之間。諧振腔的作用，是使工作物質發出的受激輻射光能夠在兩塊反射鏡之間多次往返，從而在腔內形成持續振蕩，不斷激勵工作物質而引起光放大。
在光泵浦作用下諧振腔內形成激光的情況。上麵講到，一個具有3個能級的係統形成“粒子數反轉”的必要條件是原子的能級必須具有亞穩態能級，要采用足夠強的泵浦光。這是激光器的工作物質——激活物質（或激活媒質）所具備的基本特性。用頻率f31=（E3——E1）/h的泵浦光去照射激活物質，當光子和原子作用時，使處於正常分布狀態的原子體係吸收了光子能量hf31=E3——E1，處於低能級E1的原子便被激發到了高能級E3上去。但是，處於能級E3上的原子的自發輻射能力強，原子被激發到E3能級後總是力圖自發躍遷到低能級上去，因此在高能級E3上停留的時間很短，或者說，在E3能級上壽命很短，很快就躍遷到原子壽命較長的亞穩態能級E2上。這樣，在亞穩態能級E2與低能級E1之間形成了“粒子數反轉”。然而，原子處於亞穩態能級E2上，相對於低能級或基態能級來說也是不穩定的，可以自發躍遷到低能級E1而輻射出光子，光子的頻率為f21=（E2——E1）/h。這些光子沿著任意方向輻射，其中不沿諧振腔軸線方向運動的光子，很快通過諧振腔的側麵射出腔外，因而不再與腔內的原子發生作用。隻有那些沿著軸線方向運動的光子hf21，可以在諧振腔內繼續前進。這些光子如果在半路上碰到一些處於亞穩態能級E2上的原子，就會使它們發生受激輻射，產生出一些完全相同的新光子。於是，光子隊伍便由兩個部分組成：一些是沿著軸線方向運動的自發輻射光子，另一些是它們從處於亞穩態能級上的原子中激發出來的新光子。這兩部分光子合為一股，這支光子隊伍步調一致地繼續沿著軸線方向向前運動，又可能碰到其他的亞穩態原子，激發它們產生受激輻射，從而光子數目進一步增加。這樣一來，受激輻射沿著軸線方向越來越強，不斷產生受激輻射而形成一股放大的光子流。
在諧振腔的兩端，有兩反射鏡。這兩個反射鏡的反射麵可以是平麵，也可以是球麵。其中，一個反射鏡具有100%的反射率，也就是說，光碰到它會完全反射；另一個反射鏡能夠允許一部分光透射，而大部分光反射。這是根據不同需要來設計和製造的。
不斷產生受激輻射而形成放大的光子流，射到諧振腔一端的部分反射鏡上，被反射回諧振腔中，又繼續沿著軸線方向向著全反射鏡運動。在前進過程中，繼續使亞穩態原子受到激發而產生受激輻射，因而不斷有新的光子加入光子流的隊伍。連鎖反應持續下去，激發出許許多多的光子，遇到全反射鏡又折回來朝向部分反射鏡運動。光子流就這樣在諧振腔內的兩個反射鏡之間來回反射，並不斷激發出新的光子來使光子隊伍擴大和加強。從這個過程可以看出，諧振腔的作用是使光通過工作物質所增加的光子數大於由於各種因素所造成的損失的光子數，使光在諧振腔內不斷地來回反射並不斷得到放大，即形成“光振蕩”。這樣被足夠放大的激光，可以從部分反射鏡鏡麵射出，於是便放射出一束筆直的強光束——激光。
這就是激光形成的原理。
從上麵對激光形成原理的分析中，可以清楚地理解激光的許多特點是怎樣形成的。首先，激光器發射出來的激光的頻率主要取決於高低能級的能量差，即f21=（E2——E1）/h，而這一數值是由微觀粒子本身性質決定的，因而激光的單色性好。其次，激光是受激輻射形成的，所有的光子都是由同樣光子激發出來的，頻率、傳播方向、振動方向和振動相位都完全一致，因而激光的相幹性好。再者，由於諧振腔的巧妙作用，隻允許沿軸線方向的光得到放大並發射出來，因而激光束具有高度的方向性；而且，光束的發散角很小，發射出來的光能量集中，具有極高的亮度。