1. Uuri

Kvantmehaanika seadused, mis rakenduvad elektronide tasemetele, ütlevad meile, et lagunemiskiirus ei ole iga tasemepaari puhul ühesugune. Igal üleminekul on iseloomulik lagunemisaeg. Mõnel üleminekul on väga lühike lagunemisaeg (st elektron viibib ülemisel tasemel minimaalse aja), samas kui teised üleminekud võivad toimuda alles pika aja pärast.

Süsteemis, kus on palju identseid aatomeid, on teatud ajahetkel N₂ (ühikus ruumala kohta) aatomil vähemalt üks elektron tasemel 2, mille energia on kõrgem kui vastaval tasemel 1 (madalam energia), kuhu elektron saab minna.

Aatomite arv ΔN₂, mis selle ülemineku (2 → 1) teatud aja Δt jooksul teeb, on antud valemiga

Kus arv A nimetatakse Einsteini koefitsiendiks ja see on spontaanse kiirguse keskmise eluea pöördväärtus elektroni jaoks tasemel 2.

Pärast eluiga on tasemel 2 olevate aatomite keskmine arv , kus on Napieri arv.

Kui aatomit tabab elektromagnetlaine, mille sagedus on sama, mis aatomüleminekul, sunnivad laine footonid aatomit üleminekut läbima.

Stimuleeritud kiirguse põhiline erinevus spontaanse kiirgusega võrreldes seisneb selles, et kiiratav footon on sama faasi ja suunaga nagu langev laine.

Ilmselgelt saavutame kiirguse tugevnemise, kui tasemel 2 olevate elektronide (populatsiooni) arv on suurem kui tasemel 1 olevate elektronide arv.