激光是通過原子受激輻射發(fā)光和共振放大形成的,原子具有一些不連續(xù)分布的能電子,這些電能子在最靠近原子核的軌道上轉(zhuǎn)動時穩(wěn)定的這是原子所處的能級為基態(tài)。當(dāng)有外界能量傳人,則電子運(yùn)行軌道具半徑擴(kuò)大,原子內(nèi)能增加,被激發(fā)到能量更高能級,這是稱之為激發(fā)態(tài)和高能態(tài)。被激發(fā)到高能級的原子是不穩(wěn)定的。總能回圖回到低能級去。原子從高能級到低能級的過程稱為躍遷。原子在躍遷時,其能量差以光的形式輻射出來,這就是原子發(fā)光,是自發(fā)輻射的光,稱為熒光。如果在原子躍遷時受到外來光子的誘發(fā),原子就會發(fā)射一個與入射的頻率、相位、傳播方向、偏振方向完全相同的光,這就是受激輻射的光。原子被激發(fā)到高能級后,會很快躍遷回低能級,它停在高能級的時間稱為原子在該能級的平均壽命。原子在外來能量的激發(fā)下,使處于高能級的原子數(shù)大于低能級的原子數(shù),這種狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn),這是,在外來光子的刺激下,產(chǎn)生受激輻射發(fā)光,這些光子通過光學(xué)諧振腔的作用產(chǎn)生放大,受激輻射越來越強(qiáng),光束密度不斷增大,形成了激光。