وارونگی جمعیت

دستیابی به یک وارونگی قابل توجه جمعیت در ایالات انرژی اتمی یا مولکولی پیش شرط عمل لیزر است. الکترون ها به طور معمول در کمترین حالت انرژی موجود ساکن می شوند. با جذب می توان آنها را به حالت های هیجان زده بالا برد ، اما هیچ جمع قابل توجهی از الکترون ها را نمی توان با جذب به تنهایی جمع کرد زیرا انتشار هر دو خود به خودی و انتشار تحریک شده باعث بازگشت آنها می شود.

وارونگی جمعیت فقط با دو سطح امکان پذیر نیست زیرا احتمال جذب و انتشار خودبخودی دقیقاً یکسان است ، همانطور که توسط انشتین نشان داده شده است و در ضرایب انیشتین A و B بیان شده است. طول عمر یک حالت هیجان معمولی حدود 10-8 ثانیه است ، بنابراین از نظر عملی ، الکترون ها با انتشار فوتون به همان سرعتی کاهش می یابند که می توانید آنها را تا حد بالایی پمپ کنید. مورد لیزر هلیوم نئون یکی از راه های دستیابی به وارونگی لازم جمعیت را نشان می دهد.