공간에서 뒤집힌 분포가 아니다
반전이라는 말은 원자들이 실험실의 위아래를 바꾸어 배치된다는 뜻이 아니다. 에너지 상태별로 얼마나 많은 입자가 있는지를 비교하는 표현이다. 여기서 높은 준위는 위치가 높은 곳이 아니라 에너지가 높은 상태를 가리킨다.
흡수와 방출의 경쟁
같은 전이에 맞는 빛은 낮은 상태의 입자를 들뜨게 하는 흡수와 높은 상태의 입자를 낮추는 유도 방출을 모두 일으킬 수 있다. 비축퇴 두 준위의 단순한 모형에서는 상부 점유가 더 클 때 순증폭을 얻는다. 입자 하나가 들떠 있다는 사실만으로 매질 전체가 증폭 상태가 되는 것은 아니다.
펌핑과 여러 준위
외부에서 광학적 또는 전기적인 에너지를 공급하는 과정을 펌핑이라고 한다. 삼준위나 사준위 모형은 입자를 다른 상태로 먼저 올리고 전이 경로를 이용해 레이저 전이의 상부 준위에 모은다. 단순히 같은 두 준위 사이를 강한 빛으로 계속 조사하는 과정과 구분된다.
발진에는 손실도 중요하다
반전 분포를 형성하는 것과 레이저가 지속적으로 발진하는 것은 같은 조건이 아니다. 빛이 증폭되는 효과가 흡수와 산란, 외부 출력 등으로 빠져나가는 손실을 감당해야 한다. 실제 매질에서는 여러 세부 준위와 전이의 성질을 고려해야 하므로 전체 원자의 과반수라는 말만으로 일반화하지 않는다.