La luce è composta da fotoni, ciascuno dei quali ha un'energia proporzionale alla sua frequenza. I fotoni di luce rossa hanno un'energia di circa 1.9 elettronvolt (eV).
Se un fotone ha abbastanza energia, può fornirla a un elettrone e strapparlo all'atomo a cui appartiene, ionizzando quest'ultimo. Ma l'energia di legame degli elettroni nei gas che compongono l'aria è di oltre una decina di eV, corrispondente a fotoni nel medio ultravioletto.

È possibile fornire energia a un elettrone utilizzando più fotoni ma per far ciò serve che l'energia del primo fotone sia maggiore di quella necessaria per portare un elettrone al primo stato eccitato. Anche in questo caso serve luce ultravioletta con energie di diversi elettronvolt. Inoltre il secondo fotone deve raggiungere l'atomo prima che l'elettrone abbia perso l'energia acquistata, e questo richiede densità di potenza elevate.

Difatti l'aria è trasparente: i fotoni non vengono assorbiti in quanto la loro energia è insufficiente a eccitare gli elettroni nei gas che la compongono. Alla lunghezza d'onda di 630-680 nm, cioè nel colore rosso, un fotone può percorrere decine di chilometri prima di essere assorbito (di solito da particelle di polvere) o semplicemente diffuso da fluttuazioni di densità dell'aria. Questo dà una buona indicazione di come la luce visibile interagisca molto poco con l'aria.

La luce è un campo elettromagnetico e il campo elettrico in un fascio luminoso è allineato su dimensioni migliaia di volte maggiori di quelle del singolo atomo. Se il campo elettrico è abbastanza intenso si può quindi creare una scarica elettrica, ionizzando gli atomi dell'aria. La rigidità elettrica dell'aria (il campo elettrico necessario a creare una scarica) è di alcuni milioni di volt per metro, che corrisponde a densità di potenza di alcune decine di migliaia di watt per millimetro quadro, milioni di volte quella di qualsiasi laser per portachiavi.

Laser con queste potenze esistono, ma di solito il fascio non viene focalizzato in regioni così strette. È possibile comunque farlo, e in Giappone si sta sperimentando l'uso di laser impulsati di potenza (qualche joule) ad anidride carbonica per la produzione di canali di bassissima densità tra nuvole e parafulmine per fare da guida ai fulmini. In genere questi laser funzionano nell'infrarosso, attorno ai 1064 nm. Laser di potenza estrema sono studiati per essere impiegati come armi, inizialmente per i progetti di difesa contro missili balistici intercontinentali (il progetto "Guerre stellari") e, più di recente (e più realisticamente), contro missili a media gittata, come gli Scud.

Si tratta di un campo ancora molto fantascientifico, comunque ci sono diversi progetti e ricerche in corso. Forse il più notevole è l'Airborne Laser (http://www.boeing.com/defense-space/military/abl/),attualmente in fase di test, che utilizza un laser chimico a bordo di un aereo. Il laser in questione può arrivare a potenze di vari megawatt, con lunghezze d'onda nell'infrarosso (1300 nm). Questi laser sono sicuramente in grado di ionizzare l'aria se concentrati ma, per poterlo focalizzare a grande distanza e per evitare che una eventuale ionizzazione dell'aria finisca per disperderlo, il lro fascio ha un diametro di oltre un metro.

Un sito dove si può trovare informazioni professionali sull'utilizzo di laser è quello della rivista Optics http://www.optics.org