Aktivní prostředí je látka obsahující oddělené kvantové energetické hladiny elektronů. Na těch přeskakují elektrony z nižší energetické hladiny na vyšší, poté na metastabilní a zpět na nižší energetickou hladinu.
Na nižší energetickou hladinu můžou elektrony přeskočit dvěma způsoby.
Aktivní prostředí lze dělit do čtyř základních skupin:
Laser využívá rezonátor k zesilování světla.
Rezonátor jsou 2 k sobě rovnoběžné zrcadla a zároveň kolmé na osu laseru. Jedno z nich je nepropustné a druhé je polopropustné.
Jako nepropustné zrcadlo se většinou používá dielektrické zrcadlo, nebo lze také použít kvalitně leštěný kov (zlato). Ve výjimečných případech, především u laserové diody, nám poslouží rozhraní aktivního prostředí se vzduchem.
Polopropustné zrcadlo propouští fotony ven až při větší intenzitě, jinak udržuje fotony dále v aktivním prostředí.
Některé lasery, které dokážou vyvinout dostatečně velkou energii při jednom průchodu aktivním prostředím, nepotřebují rezonátor a pracují tzv. "superradiačně" - dokážou získat dostatečnou energii jedním průchodem. Mezi ně patří např. měděny laser nebo dusíkový laser.
Rezonátor se taktéž nepoužívá u laserových zesilovačů. To je aktivní prostředí, kterým akorát prochází laserový paprsek z důvodu jeho zesílení a pokračuje dál bez jakéhokoliv odrazu.
Zrcadla jsou většinou rovinná, ale můžou být i zakřivena. V některých případech je lepší použít zrcadla konkávní (vyduté - směr dovnitř) a v jiných zase konvexní (vypuklé - směr ven). Stabilita záření v rezonátoru závisí především na poloměru zakřivení zrcadla, ale i na délce rezonátoru.
Zdroj záření slouží k dodávání energie elektronům v aktivním prostředí, aby se mohly přesouvat z nižší energetické hladiny na vyšší energetickou hladinu.
Zdroj záření může být např. elektrický proud, výbojka, chemická rekce a jiné.
Laserový paprsek vycházející z aktivního prostředí přes polopropustné zrcadlo je koherentní (nerozbíhavý) a monochromatický (jednobarevný)
Jeho rychlost [v] je stejná jako rychlost světla, tedy v = 300 000 km/s.
