ראינו כי במצב של שיווי משקל תרמודינמי (על פי עקרון בולצמן) מתקיים התנאי: N₁>N₂>N₃.

כלומר: מספרי איכלוס של רמות גבוהות יותר קטנים מאלו של רמות נמוכות מהן.

זהו מצב של "איכלוס נורמלי", כמתואר באיור 2.3א'.

איור 2.3: "איכלוס נורמלי" לעומת מצב של "היפוך אוכלוסייה"

זהו המצב בו פוטון הפוגע בחומר נבלע ומעלה אטום לרמת אנרגיה גבוהה יותר.

ע"י עירור חיצוני הגורם להשקעת אנרגיה במערכת ניתן להשיג מצב של "היפוך אוכלוסייה" כמתואר באיור 2.3ב'.

במצב זה קיימת רמה גבוהה יותר (E₃), ובה מספר האלקטרונים המעוררים (N₃) גדול יותר ממספר האלקטרונים ברמה נמוכה ממנה (N₂).

זהו תנאי הכרחי ללזירה, כפי שנראה בהמשך.

באפשרותך "לשחק" עם יישום אינטראקטיבי פשוט, בו תוכל ליצור מצב של "היפוך אוכלוסייה". להפעלה לחץ כאן.

התהליך של העלאת מספר האטומים המעוררים נקרא תהליך שאיבה (Pumping).

כאשר תהליך השאיבה מבוצע על ידי עירור אופטי (גל אלקטרומגנטי פוגע) התהליך נקרא שאיבה אופטית (Optical Pumping).