Ионные лазеры. 
Лазеры на газовом разряде

В случае ионных лазеров, речь идет о газоразрядных системах, близких к лазерам с атомарными газами. Ион есть атом, у которого один или несколько электронов обычно освобождены из внешних орбит. Поэтому ион заряжен положительно, причем этот заряд соответствует одному или нескольким элементарным зарядам. Оставшиеся электроны могут возбуждаться так же, как в атоме, и генерировать излучение при переходе в основное состояние либо иные возбужденные состояния. Здесь возможны точно такие же лазерные переходы, что и в атомах. Поскольку каждому атому принадлежит несколько ионов, то в силу их существования возникает множество дополнительных лазерных линий.

Ионы образуются в каждом газовом разряде в результате столкновения электронов, возбужденных атомов или других ионов с атомами, вследствие чего атомы «ионизируются». Кроме того, в газовом разряде ионы возбуждаются вследствие разных процессов столкновения с электронами или другими частицами, так что газовые разряды, наряду с атомными переходами, также генерируют излучение посредством электронных переходов в ионах.

Ионы могут формироваться не только в результате электрических разрядов, но и в плазмах, инициированных лазерным излучением. С этой целью пучок импульсного высокомощного лазера наводится на неподвижную мишень, которая начинает испаряться. На основе большой плотности подводимой энергии образуются электроны и ионы, причем достигается очень высокая степень ионизации, то есть многие электроны отделяются от атомов. Такие ионы излучают коротковолновой свет и пригодны для создания рентгеновских лазеров.

Ионы могут присутствовать также в твердых телах в виде модулей кристаллической решетки либо так называемых примесных центров. Они обладают даже устойчивой формой, в то время как для ионов в газовых разрядах и других плазмах характерна рекомбинация с электронами, что вновь приводит к образованию атомов. Такие примесные ионы являются основой для создания важнейших типов твердотельных лазеров.