ook genoemd geïnduceerde emissie, het uitzenden van elektromagnetische straling (bijv. licht) door atomen, ionen of moleculen tijdens de overgang van een hoger naar een lager energieniveau, indien dit geschiedt onder invloed van een aldaar aanwezig uitwendig elektromagnetisch veld (zie Laser).
De frequentie v van de uitgezonden straling bij overgang van een energieniveau W2 naar een niveau W1 < W2 wordt bepaald door:
W2 − W1 = hv
waarin h de constante van Planck is. De waarschijnlijkheid dat een deeltje deze overgang zal maken en dat daarbij gestimuleerde emissie zal optreden is:
P21 = uvB21
waarin uv de stralingsdichtheid van het uitwendige veld met frequentie v is en de coëfficiënt B21 gelijk is (afgezien van de gevallen dat de energieën W2 en/of W1 met meer dan één toestand overeenkomen) aan de coëfficiënt B12, die de waarschijnlijkheid P12 aangeeft dat een deeltje in niveau W1 door absorptie van straling met frequentie v in niveau W2 terechtkomt:
P12 = uvB12
Indien in een medium nu N1 deeltjes in de energietoestand W1, en N2 deeltjes in W2 aanwezig zijn, zal invallende straling met een dichtheid uv door absorptie en gestimuleerde emissie in totaal een versterking ondergaan van (N2 − N1)uvB21 ; in thermisch evenwicht is N2 < N1 en wordt de straling verzwakt. Noodzakelijk om met gestimuleerde emissie de straling te versterken is dus dat N2 > N1 , is; men noemt dit bezettingsinversie. Omdat uv evenredig is met het kwadraat van de elektrische veldsterkte, zal ook de intensiteit van de uitgezonden straling hiermee evenredig zijn. Verder is de langs deze weg opgewekte straling coherent, en wel in fase met het uitwendige veld. Door een aantal oorzaken, vooral doordat tijdens de emissie het deeltje in wisselwerking met andere deeltjes kan geraken en doordat het deeltje ten opzichte van de waarnemer in beweging kan zijn (in een gas of een vloeistof) zal het waargenomen licht niet strikt monochromatisch zijn, doch een zekere frequentieverdeling om een gemiddelde frequentie vertonen. Andere oorzaken hiervoor zijn de thermische bewegingen van ionen in een kristalrooster en lokale verschillen in de veldsterkte ten gevolge van verontreinigingen en spanningen, waardoor ionen lokaal verschillende frequenties kunnen uitzenden. Wanneer de energieniveaus verbreed zijn ten gevolge van botsingen, zoals in een niet te ijl gas kan optreden, is het niet mogelijk, bepaalde spectrale bijdragen te identificeren als afkomstig van bepaalde atomen, men spreekt dan van homogene lijnverbreding. Dit staat in tegenstelling tot inhomogene lijnverbredingen zoals bij het dopplereffect waar de bewegingstoestand van een bepaald deeltje wel degelijk in verband te brengen is met een frequentieverschuiving.
In een lasermedium wordt aldus straling opgewekt in een bepaald frequentiegebied, bijv. zoals is aangegeven met de getrokken lijn in afb. 1. Door de werking van de optische trilholte kan als uitwendig veld slechts straling in (één of meer) zeer smalle frequentiegebieden bestaan, de punt-streep krommen in afb. 1. Berekening levert nu het resultaat dat in zulke gevallen de atomen in toestanden die overeenkomen met de eigenfrequenties van de trilholte, snel via gestimuleerde emissie naar lagere toestanden terugkeren, mits de totale door het medium uitgezonden straling homogeen verbreed is. Dit betekent een vermindering van deze emissie voor de betrokken frequenties. Het effect heet hole-burning; het verloop is geschetst in afb. 2. Het optreden van de tweede deuk in afb. 2, symmetrisch ten opzichte van de top gelegen, komt doordat de straling in twee tegengestelde richtingen door de trilholte loopt, waardoor atomen waarvan de snelheidscomponenten langs de as van de trilholte tegengesteld zijn, beide met dit effect te maken hebben.