Spontan nurlanish ehtimolligi:
(8)
bu erda Ni - i-energetik sathdagi birlik hajmga mos keluvchi atomlar soni, A - spontan nurlanish e?timolligini xarakterlovchi Eynshteyn koeffitsienti.
Majburiy nurlanish ehtimolligi o’tish tezligi bilan quyidagi munosabat orqali bog’langan:
(9)
bu erda Wik- I va k- sathlar orasidagi majburiy o’tish ehtimolligini ifodalaydi. E?timolliklarning o’lchov birligi qilib sek-1 kattalik qabul qilingan.
Majburiy nurlanish ehtimolligi elektromagnit nurlanishining energiya zichligi bilan quyidagi munosabat orqali bog’langan bo’ladi:
(10)
bu erda Bik- majburiy nurlanish uchun Eynshteyn koeffitsienti. U spontan nurlanish ehtimolligi A -orqali quyidagicha ifodalanadi:
(11)
Shaffof dz - qatlamdan o’tayotgan yorug’lik oqimining o’zgarishi:
(12)
bu erda - o’tishning ko’ndalang kesim yuzasi deb ataluvchi kattalik. i va k- energetik sathlar bo’yicha atomlarning joylashishi termodinamik muvozanat haror topgan qolda Bol'tsman taqsimoti ga asosan aniqlanadi:
(13)
Agar biror usul bilan yuqori energetik holatdagi atomlar sonini pastgi holatdagiga nisbatan ko’p bo’lishiga erishilsa (bunday holatga o’ta band joylashish yoki inversion joylashish deb aytiladi), (12) - ifodaga asosan dF>0 bo’ladi. Ya’ni, bunday tizimdan yorug’lik nurlari o’tgan vaqtda u yutilmasdan, balki kuchayadi. Yorug’likning majburiy nurlanish yordamida kuchaytiruvchi (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) asboblarga lazer deyiladi.
Bu nazariyani birinchi bo’lib 1940 y.da V.A.Fabrikant o’rtaga tashladi. 1953 y.da Basov, Proxorov va ulardan bexabar Tauns, Veberlar santimetrli to’lqinlar diapazonida ishlovchi asbob lazerlarni yaratish nazariyasini ishlab chiqdilar. 1960 y.da Meyman lazerni yaratdi.
Barcha lazerlar asosan quyidagi qismlardan tashqil topgan bo’ladi:
1. Ishchi modda.
2. Yoritgich (damlash manbai).
3. Rezonatorlar.
4. Sovitgich.
Agar rezonatordagi energiya yukolishi fakat ko’zgularning kaytarishi okibatida yuzaga kelsa, generatsiya bo’sag’asiga quyidagi shart bajarilganda erishiladi:
(14)
bunda R1 va R2 -ko’zgularning kaytarish koeffitsientlari.
Lazer nurlarining bir qator ajoyib xususiyatlari mavjud. Bular:
1. nurlarning vaqt va fazoda kogerentligi.
2. qat’iy monoxromatligi ( ).
3. katta quvvatga egaligi.
4. ingichka nurlar dastasini hosil qilishi.
Lazerlar undagi ishchi moddaga qarab quyidagi turlarga bo’linadi:
1. Qattiq jismli lazerlar.
2. Gaz lazerlari.
3. Ximiyaviy lazerlar.
4. Yarim o’tkazgichli lazerlar.
Lazerlarning qo’llanish sohalari hozirgi vaqtda juda kengdir. Ayniqsa, fan va texnikada, harbiy sohada, tibbiyotda xalq xo’jaligining barcha sohalarini lazerlarsiz tasavvur qilish juda qiyin.
Lazer nurlari o’ta kogerent bo’lganligi uchun ulardan radioaloqada, xususan, kosmosda tayinli bir yo’nalishda aloqa o’rnatish maqsadlarida foydalaniladi.