Vaadeldaval aatomil on kolm energiaseisundit. Madalaim energiatase 1 on ühtlasi põhiseisund.
Kõrgema energiaga seisundid (2, 3) relakseeruvad
spontaanselt madalamatesse seisunditesse tõenäosusega, mida väljendab vastav
vabakiirguse koefitsient Aij. Aatomeid kiiritatakse valgusega, mis on
resonantsis siirdega 1 ↔ 3 ja mille kiiritustihedus on I. Valgus neeldub
tõenäosusega Iσ, kus σ on neeldumisristlõige. Sama tõenäosusega
leiab aset ka stimuleeritud kiirgus.