白熾燈、日光燈、高壓脈衝氙燈、雷射燈的發光現象，都是光源系統中原子（或分子、離子）內部能量變化的結果。原子的能級結構是發光現象的物質基礎，雷射的產生，不外乎通過以下幾個過程和步驟：
（一）激發一般原子系統中，絕大多數的原子不是處於低能級的基態，而是處於高能級的激發狀態的原子數目，相比之下是非常少的。例如：在室溫（27～28℃）的情況下，紅寶石晶體中處於基態的鉻離子數目為激發態的1030倍，因此，紅寶石鉻離子基本上是處於基態的。
如果要使這些處於基態的粒子產生輻射作用，首先必須把這些基態上的粒子激發到高能級去，從低能級到高級去的這一過程稱為激發或抽運。這個吸收能量的過程，稱做光的受激吸收（圖4-26-4）。
激發的方法很多，主要是給基態粒子外加一定能量，例如光照、電子碰撞、分解或化合以及加熱等。基態粒子吸收能量後即被激發，例如紅寶石激發器就是脈衝氙燈照射的方法施加光能,使鉻離子從基態激發到高能級的激發態上。
又如氦－氖雷射器通過電子與氦原子碰撞，使氦原子獲得能量。氦原子通過碰撞又將能量傳給氖原子，氖原子獲得能量後從基態激發到高能級去。化學激發器是用分解或化合的方法作為激發能源。
由於原子內部結構的不同，在相同的外界條件下，原子從基態被激發到各個高能級去的可能性是不一致的。通常把原子從基態激發到某一能級上去的可能性，叫做該能級的「激發機率」。各能級的激發機率是不同的，有的很大，有的很小，這種機率取決於物質自身的性質。