经过了40多年的发展，激光已发展成由电介质固体、半导体、气体、液体等多种激光器所组成的大家族。不同激光器件具有不同的特点，将这些特点汇集在一起，便使激光——这一20世纪的重大发明，具有无穷的魅力，成为推动当代高新技术发展的强大动力。从激光大家庭的角度出发，下面的这些特点是特别值得一提的。
单色性好，波长范围很宽
众所周知，光波是一种电磁波，在可见光范围内，其颜色与“频率”有关，一个光源发射的光所包含的波长范围越窄，那么它的颜色就越单纯，即光源的单色性好。
光波的单色性表示为△λ/λ，在激光没有产生以前，最好的单色光源是氢灯，在λ=6047埃，△λ=0.0047埃，△λ／λ≈10-7，氦，氖气体激光产生λ=6328埃的激光,△λ=10-7埃，△λ／λ≈10-11。对于一些特殊的激光器，其单色性还要好得多，可见，激光是世界上发光颜色最单纯的光源。此外，由不同的激光工作物质所产生的激光谱线数目已多至上万个，这些谱线覆盖从紫外到远红外的光谱范围，可以满足不同的应用需要。有些激光器的波长还能通过各种方法调谐，能在一定的波长范围产生窄线宽激光。近年来，其波长已扩展到X射线波段。
高亮度
高亮度是激光器最突出的优点。通常将单位面积、单位光谱宽度、单位立体角内发出的光辐射强度称为光源单色亮度BλBλ=P/（△S△υθ2）式中P为光功率，△υ为光辐射的频谱宽度，θ为光束发散角。普通光源如太阳、日光类、烛光等的发散角都很大，光谱宽度很宽，所以，尽管某些光源如太阳发出的总功率很高，但单色亮度仍很小。激光的发散角很小，光谱宽度很窄，因而单色亮度很高，一些高功率激光器的单色亮度比太阳还要高100万亿倍。
方向性好
光束的方向性用发散角θ表示，普通光源的发散角差不多达360°，一般只能照射很短的距离。为了扩大照射距离，通常均需借助于光学系统，如探照灯、汽车前灯等。激光是由受激辐射过程产生的，本身具有极好的方向性。激光的方向性与激光模式、激光器运转状况有关。在单横模运转、激光介质均匀等条件得到保证的情况下，激光的发散角仅受衍射所限，可用θ＝1. 22λ／D表示，式中D是光源的线度，λ是波长。通常，气体激光器的发散角较小，很接近衍射极限；固体激光介质的不均匀性比气体差，因此，θ比衍射极限大些；半导体激光器尺寸较小，θ偏大。借助于光学系统，可使激光器的方向性进一步提高，良好的方向性，使激光器在军事、航空、环保、遥感、大气通信等领域受益非浅。例如，从地球上发射一束激光到相距38万公里远的月球上，光束直径只有几十米，这是普通光源达不到的。
由于激光有很好的方向性，借助于光学手段，可将激光能量聚焦到一个很小的光斑中，可使光斑迅速和准确地在目标上移动。这特别适合于光盘、激光印刷、激光打印、激光扫描、激光显示、激光打标等领域的应用。如用激光可在塑料、金属、玻璃、纸张、橡胶等各种材料上打印各种标记，速度很快，用双镜扫描Nd∶YAG激光光束，每秒可打印600个大小为1毫米的字母。
由光学系统聚焦所产生的激光光斑大小，与激光光束本身的质量、波长、光学系统参数有关。一般情况下，可用下式表示：D0＝4λAM2／θπ=4λM2L1／D1π，式中D0为透镜焦点处的光斑直径，λ是激光波长。M2是反映激光光束质量的参数，以He－Cd激光器为例，多横模时，M2＝3.5～4.0，单横模时，M2=1.θ为光束发散角，在使用聚焦透镜的情况下，近有θ＝L1／D1，其中，L1为透镜焦距，D1为透镜处的光束孔径。由此可见，要获得小的光斑，应选用波长短、光束质量好的单横模激光器。这样，就可使光盘的存储密度更高，打印机的分辨率更好等。
相干性好
激光的相干性可用相干时间或相干长度来表示。由同一单位面积光源在不同时刻发出的光波在光场中某点叠加出现干涉条纹的性质叫时间相干性，产生这种相干现象的最长时间间隔，叫相干时间△t，在相干时间内，光波传播的最远距离叫相干长度△L＝c△t，C是光速。相干时间和相干长度都与光束的频谱宽度有关，△t≈λ2/c△λ。△L≈λ2/△λ。由于激光的谱宽比普通光源小的多，因此激光的相干性要比普通光源高得多。如特制的 He－Ne激光器，其相干长度可达 2×107公里。激光的高相干性可以用于各种干涉测量，如引力波激光测量装置，由LD泵浦固体激光器构成的干涉臂就长达4公里。此外，由于激光具有极好的相干性，还使它在通信、全息显示、测量、光谱分析、信息存储等领域获得广泛应用。
高功率
激光器能在极短的时间（如10-12，10-15秒）内，产生极高的峰值功率，国际上现在竞相研究的核聚变用激光器，输出峰值功率可达1018瓦，这样的激光器能使两个负原子核或一个氛核和一个氛核克服核与核之间的巨大排斥力，实现聚变反应，释放巨大能量。由超短Ti：蓝宝石激光器产生的最高脉冲功率密度也达1015瓦／厘米2，这样的脉冲，差不多可以电离焦点附近的任何材料，而不会对周围材料产生重要影响，因而在微加工时，精度极高，能高质量地打出直径仅300纳米的小孔。
高功率激光还会产生许多其它效应，如强激光物理效应、非线性光学效应等，利用倍频、光学参量振荡、激光拉曼效应等技术，可大大扩大激光的应用范围。
高能量
许多连续、准连续或脉冲运转的高功率激光器，能产生很高的激光能量。如上述核聚变用激光器的激光能量可达1.8兆焦耳；连续或准连续的化学激光器、CO2激光器、灯泵或LD泵浦固体激光器、半导体激光器、光纤激光器的激光能量也能在许多方面满足军事、航空、工业、医学等部门对激光能量的要求。利用激光作为能量载体的应用与日剧增。
高速调制
激光器，特别是半导体激光器，不仅具有合适的波长、合适的输出功率、能聚焦成很小的光斑，而且，还可对激光直接进行高速调制，调制速度可高达几万兆赫，或几万兆比特。这一特点，再加上半导体激光器的体积小、效率高、寿命长、价格低廉等其它迷人特点，便使它特别适合光通信、光存储、光计算、光印刷等信息领域的需要。这就是为什么到了20世纪末，半导体激光器会成为激光家族的重要成员，成为发展速度最快、用途最广、销售额最高，成为当代信息技术心脏的重要原因。
明显的光压效应
光是有动量的，因此，光照射到物体上能产生使物体运动的力。开普勒、牛顿等人早就知道这一步，不过在那时，人们以为光的辐射力，即光压很小，不会有什么实际应用。但是，在激光问世之后，可以获得的辐射强度大大提高了，20世纪70年代，人们就进行了利用光辐射所产生的力用来移动或抓住小粒子的实验，近来，这一技术已在生物领域获得了重要应用，如俘获活细胞、病毒、细菌等。如今，利用激光辐射压力的领域日益增多，如在微电子领域，可用激光辐射压力来清洗半导体片子；在汽车行业，可用激光辐射压力去除轮胎钢模上的污染物；在研究领域，可用激光辐射压力来冷却原子或离子，使之处于近似停止状态，以图制成高稳定性、高精确度的时间标准；用激光辐射压力所形成的“光学镊”，可将精子和母卵细胞毫无损伤地放到妇女的输卵管中，以提高怀孕的成功率，等等。
激光的迷人之处，还有很多。但应注意：对某一个具体的激光器件而言、不可能同时具备所有这些特点，如频谱较窄的器件，因为受到测不准关系△t△v≈1的限制，不可能同时输出很窄的脉冲。在选用激光器时，应该做到具体器件，具体分析。
激光的奥秘
20世纪50年代，无线电电子学飞速发展，为了探求产生更短的相干电磁波，1954年美国哥伦比亚大学的汤斯首次制成了氨分子微波激射器，由此打开了通向激光的道路。1960年世界第一台以红宝石为受激物体的激光器由美国物理学家海曼研制成功。激光器的问世轰动了全美国，出现了光学物理的“文艺复兴”时代。激光的出现与发展，是靠从事电磁波谱学研究的学者们努力的结果，是相干电磁频谱向高频段发展的必然。它不仅是光学领域的伟大成就，更是电子学领域的伟大成就，激光为电子学的发展开创了一个崭新的局面。传统电子学的原理，借助光电、电光转换，用途遍及整个电子工程领域。
尽管目前激光技术还处于幼年时代，却已经为人类带来了几千种之多的各种激光发生器，有固体、气体、半导体、有机染料、化学、准分子、自由电子、巨脉冲等各种类型。目前激光器的波长从100埃至0.5毫米，最大连续功率达10万瓦，最大脉冲功率达10亿千瓦。
什么样的光是激光？简单地说，激光也是一种光。它与普通光，如太阳光、灯光一样也是一种电磁波。但是激光产生的方法与普通光不同，它是物质“受激”而产生的光。
1917年，爱因斯坦在统计平衡观点研究“黑体”辐射时，得到一条结论：“自然界有两种不同的发光方式。一种叫自发辐射，另一种叫受激辐射”。各种各样的人造光源，例如电灯、日光灯等都属于自发辐射光。各种自然现象所发射出来的光，也都属于自发辐射。这些光都有一些共同之处，比如光线向四面八方射出，其中包含着各种各样的颜色。
激光是原子受激发射而辐射的一种光。激光是一种新型的光源，它和普通光源的区别在于发光的微观机制不同。普通光源的发光是以自发辐射为主，各个发光中心发出的光波无论方向、位相或者偏振态都各不相同。激光的发光则是以受激辐射为主，各个发光中心发出的光波都具有相同的频率、方向、偏振态和严格的位相关系。由于这些差别，激光具有强度高，单色性好、相干性好和方向性好等几个特点。
激光的亮度是高压氙灯亮度的37亿倍。激光领域是光频电子的范畴。激光器的出现，提供了光频波段的电磁振荡源。今天无线电子学概念、理论和技术原则上都可以延伸到光频波段。电子学进入了一个新的天地。电子学和光学之间鸿沟已经不复存在。光学本来是一门古老的物理学，而今由于激光的发现和应用，崛起了前途无量的光电子学。
激光在过去书中按英文译音为“莱塞”，意思是“光受激发射器”，1964年以后统称为“激光”。在一些介绍激光的书刊中还常提及一个技术名词叫做“简并度”，这是区别激光与普通光的一个技术指标。激光的简并度高达10，而一般普通光线的简并度仅为千分之一。从电子技术角度看简并度低的光只是一片噪音，从光学角度看高简并度的光是具有高亮度的单色光。
激光从物理学上去看是电磁场，是整个电磁辐射的一个组成部分。爱因斯坦基于对电磁现象的研究，提出任何物体相互作用的传播速度都不能超过真空中的光速，每秒30万公里。
激光既然是“有质量”的电磁波，因此它与普通电磁波一样能够成为“载波”用以传播信息。但是激光在空中传播会受到许多因素的干扰，如它遇到云层、雾粒会造成严重信号衰落，遇到空气中的气流，会产生抖动、扩散等情况。因此如何避免干扰，保证传送质量是激光应用的一大关键。
1870年，美国物理学家丁达尔，在一次做流体实验时发现了一个有趣的现象，并从中受到了启发。他在一个盛满水的桶侧钻了一个小孔，水照例从小孔中喷射出来，这一现象原本不足为奇，但细心的丁达尔发现，水桶上方的灯光也随着小孔流出的水柱落在地面，竟然会出现一个光点。光应该是沿直线传播的，为什么会沿水柱的弧线传过来呢？经分析，这是因为水的光折射率比空气的光折射率大，光射到水和空气界面的时候，发生了全反射的原故。根据光的全反射原理，人们终于找到了理想的激光传输媒质——光导纤维。
1966年，有人曾预言“如果把玻璃中的铁离子控制在百万分之一以下，玻璃对光的损失可望达到1000米20dB”。这句话后半句的意思是，光可以每前进1000米，功率只下降百分之一。1970年美国克林玻璃公司发现了这一预言，他们完成了光导纤维技术上的重大突破，取得了光前进一米，功率损失降到一百亿分之一的光辉成就。
光纤维有完全不受电磁场干扰的特性，比如打雷的时候，不会出现干扰。石英做成的光纤维具有极高的绝缘性能，根本不用担心被雷电击穿。这对要求绝对可靠的全天候精密电子控制是非常有意义的。
制造光导纤维的材料石英，是从石英砂矿中提炼而来，这种资源对于由二氧化硅成分组成的地球来说，真可谓唾手可得、而且是取之不尽，用之不竭。
1904年，英国科学家瑞利在研究稀有气体氩的时候，看到一片神秘而迷人的深蓝色光，这一发现被瑞利称为瑞利散射。研究表明光凭借着比波长还微小的粒子散射于四面八方。瑞利散射与光波长有关，波长越短散射就越强大，当波长减少到一半时，瑞利散射的强度便会增强至16倍，而波长越长的光，瑞利散射强度则越弱。瑞利散射现象对于光的传播有十分重要的意义。
1961年4月12日，首次完成人类太空飞行壮举的前苏联太空飞行员加加林，当他从人造卫星“伏司托克”号的窗口探望地球时，看到的是一片深蓝色无比瑰丽的图景，他为之激动不已。解释这一现象的即是瑞利的散射现象，地球之所以呈现如此迷人的青蓝色，是地球外围大气中的氧与氩使太阳光中波长短的蓝紫光发生强烈散射的缘故。
人们都知道玻璃、水晶具有非常好的透光性，其实不然，在一般情况下，玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO2)。我们常见的平板玻璃，玻璃瓶罐是含有氧化钠、氧化钙的钠玻璃，而透明度高的水晶玻璃仍掺杂有氧化铅物质，只有高纯度的石英才是理想的光学材料。但无论多么高纯的石英玻璃，在制造过程中仍然含有微量的金属和水。这些杂质会对光线有吸收，也就是说即使用这些高级的光学材料也会产生瑞利散射而对光的能量造成一定量的损失。
我们在商场很容易看到一种工艺品，是用一种透明的细丝材料做成的花束，这种花束的根部装有灯泡，在细丝纤维的尖端会发出金光，然而纤维的侧面一点光也没有泄漏。这个原理同样用于医疗上，可用以对胃肠等器官的疾病观察的胃镜等。
