激光鈾分析儀有人稱之為“光子放大器”，激光是由處于激發狀態的原子，在光子的作用下形成‘受激發射”而產生的。它的特點是亮度大，方向性、單色性、相干性好，光講“純度”高。分析樣品時，試樣不需預失處理，也不破壞樣品的原形，操作簡單，分析速度快。引入光譜分析，就受到廣大的光譜分析工作者的重視，現已發展成為激光鈾分析的重要手段。它的工作原理如下。
 
    在正常情況下，原子處于基態，只有從外界獲得，并轉換成內能，才能產生輻射。激光就是采用脈沖燈閃光照射的方式，把光能傳遞給工作物質，工作物質中的粒子吸收光能，產生躍遷的結果比如紅寶石晶格內的鉻離子或長玻璃內，當故燈閃光照射，基態離子躍遷到高能ji上。離子自發躍遷幾率很大，壽命短，只有10秒，很快就以無輻射躍遷的方式。是亞穩態，壽命長，停留的時間約3毫秒，自發躍遷幾率很小，就有可能聚集大量受激發的鉻離子。

    當脈沖故燈照射時，鉻離子數目超過數目，形成‘粒子數反轉。這時在外來光子的誘導下，便產生受激躍遷，即鉻離子受激發而發封出光子。當光子在晶格中運動時，碰撞其他受激發的離子，使這些受激發離子釋放出另一個光子，隨著光子能量放出，離子回到基態，第二個鉻離子發出的光子頻率和相位與第一個相同，因而在諧振器內開始了光的孜大過程，一直達到臨界，才以相干的紅光短脈沖銘離子才能形成離開紅寶石，獲得激光。這種激光的波長，脈沖持續時間為幾秒，如果采用開關，還可以使激光集中在一個短的時間內，因而能全密度有很大的增加。