自发辐射
粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（e2）向低能级基态（e1）跃迁，同时辐射出能量为（e2-e1）的光子，光子频率 ν=（e2-e1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态、传播方向上的一致，是物理上所说的非相干光。
受激辐射、激光
1917年爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级e2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为 ν=（e2-e1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级e2跃迁到能级e1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。
可以设想，如果大量原子处在高能级e2上，当有一个频率 ν=（e2-e1）/h的光子入射，从而激励e2上的原子产生受激辐射，得到两个特征完全相同的光子，这两个光子再激励e2能级上原子，又使其产生受激辐射，可得到四个特征相同的光子，这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。
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