La luz es, simultáneamente, una onda y una partícula. Los experimentos de interferencia y difracción luminosa sólo pueden explicarse en el contexto de una propagación en forma de onda. Sin embargo, el descubrimiento del efecto fotoeléctrico a principios del siglo XX requirió la introducción del concepto de partículas (quanta) de luz, llamadas fotones. Estos dos comportamientos son inseparables y complementarios. Hablamos de la dualidad onda-partícula que dio origen a la mecánica cuántica.

Un diagrama de energía muestra como un átomo puede pasar a un estado excitado (niveles superiores de energía) o desexcitado (niveles inferiores de energía). El absorber/emitir un fotón (quantum de luz) es una forma habitual que tiene el átomo para absorber/liberar un exceso de energía. Esta emisión puede ser "espontánea" o "estimulada".

Para hacer un LASER (Ligh Amplification by Stimulated Emission of Radiation), hay que hacer pasar un gran número de átomos del medio activo a su estado excitado. Es la función del bombeo de energía generado por la fuente externa. Se necesita también una cavidad óptica resonante para forzar los fotones emitidos a provocar otras emisiones estimuladas. Un espejo ligeramente transparente permite que escape un haz monocromático.

Ilustración de las figuras de interferencia creadas por dos fuentes que emiten una radiación de igual frecuencia.