要想使受激輻射占優(yōu)勢，必須使處在高能級E2的粒子數(shù)大于處在低能級E1的粒子數(shù)。這種分布正好與平衡態(tài)時的粒子分布相反，稱為粒子數(shù)反轉分布，簡稱粒子數(shù)反轉。如何從技術上實現(xiàn)粒子數(shù)反轉是產生激光的必要條件。

理論研究表明，任何工作物質，在適當?shù)募顥l件下，可在粒子體系的特定高低能級間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉。若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1