Активная среда - вещество, в котором создана инверсия населенностей энергетических уровней квантовой системы. Активная среда усиливает проходящее через нее резонансное электромагнитное излучение при условии, если коэффициент квантового усиления превышает коэффициент потерь энергии в активной среде (см. Квантовая электроника). Применение положительной обратной связи позволяет использовать активные среды для создания генератора когерентного электромагнитного излучения.

При этом необходимо избирательное возбуждение (или создание каналов ускоренной релаксации) атомов или молекул, обеспечивающее избыточное заселение одного или нескольких верхних уровней энергии по сравнению с нижележащим уровнем. Одним из наиболее эффективных методов возбуждения является т. н. метод оптической накачки. Он особенно эффективен для возбуждения сред, обладающих широкими полосами поглощения (твердых тел, жидкостей, см. Твердотельный лазер, Жидкостные лазеры). В полупроводниках активные среды можно создавать различными способами: инжекцией носителей заряда через моно- и гетеропереходы (см. Инжекционный лазер, Гетеролазер), бомбардировкой пучком быстрых электронов; оптическим возбуждением; электрическим пробоем в электрическом поле (см. Полупроводниковый лазер). Активная среда в газах создается в большинстве случаев в электрическом разряде. Возбуждение частиц возникает при электронном ударе. Обычно для увеличения эффективности накачки к рабочему газу добавляются вспомогательные, передающие возбуждение на верхний лазерный уровень рабочего газа и опустошающие его нижний лазерный уровень. Этот метод позволяет использовать в качестве активной среды различные атомные и молекулярные смеси и различные типы электрических разрядов (См. Газоразрядные лазеры). Оптическая накачка (излучением с широким спектром) в газах является малоэффективной, т. к. ширина спектральной линии газа невелика. Активные среды можно также создать в газовой смеси, которая нагревается до высоких температур, формируется в сверхзвуковой поток и затем, выходя из сопла, резко охлаждается (см. Газодинамический лазер). Химические связи молекул являются энергоемкими накопителями энергии. Поэтому для создания активной среды используют энергию, освобождающуюся в химических реакциях. Примерами таких реакций могут служить реакции фотодиссоциации, диссоциации, взрывные химические реакции (см. Химический лазер).