物质是由原子组成的。原子的几何尺寸非常小，一个普通缝衣针的针尖上就可以排列数以百万计的原子。
1913年，年轻的丹麦物理学冢玻尔提出煆于时电于轨道模型。按照这种假设,核外电子只能沿若干可能的轨道之一绕核
运转。相应于一组特定的电子轨道，原子具有一定的能量。用物理学的语言来说，即原子处于一定能级或一定的“态”。稳定情况下，电子总是沿这样的轨道-一即使得原于处于能量最低的状态，通常称之为原子的基态一运动。只有受到某种外来激发作用时，原子才有可能上升到较高能态，并称为激发态。
一般来说，电子在轨道上的分布有很多种方式，相应地，原子会有很多能级。但是，与激光发射直接相关的主要有两个能级。为简单起见,且不失一般性，本章只涉及原子的这两个能级。其中能量较低的称为激光下能级,或简称为下能级,能量较高的则称为激光上能级,或简称为上能级，只有两个能级的原子称为二能级系统。就二能级系统来说,上能级所对应的原子态称为激发态，而下能级所对应的原子态即是基态。二能级系统两个能级的形象表示,这里已假定原子处于基态。
正如前面所述，处于基态的原子是稳定的，只有当它受到外界某种作用，并获得一定能量时，才有可能跃迁到较高能态上去。例如,在光辐射的照射下，原子可以吸收一个具有适当能量的光子而被激发，并跃迁到激发态,这种过程称为受激吸收跃迁。
显然，入射光与原子系统作用后总的效果是被衰减还是得到放大，完全取决于以上两种过程中哪一种占主导地位.如果受激吸收超过受激辐射,则光的衰减大于增益，即总的效果是光被衰减；反过来，如果受激辐射占据主导地位，则光将得到放大。
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