הרחבת דופלר היא תופעה מוכרת בתורת הגלים.
היא מתרחשת תמיד כאשר גוף המשמש כמקור לגל נמצא בתנועה ביחס לגוף הקולט את הגל.
התדר הנקלט מוזז, והזזת התדר תלויה במהירות היחסית בין שני הגופים.
הרחבת דופלר מתרחשת במיוחד בלייזרים גאזיים, כתוצאה מתנועת מולקולות הגאז. התופעה בולטת במיוחד בלייזרים גאזיים בלחץ נמוך.
גאז מורכב ממולקולות, שכל אחת מהן בלתי תלויה באחרות.
הפליטה הספקטראלית היא ממצבי אנרגיה מעוררים של מולקולות הגאז.
מכיוון שמולקולות בגאז נעות בצורה אקראית לכל הכיוונים, כל מולקולה פולטת אור כאשר היא נעה בכיוון שונה ביחס לציר הלייזר. כתוצאה מכך מתקבלת הרחבת דופלר של קו הפלואורסצנסיה.
