Nemsugárzásos legerjesztődés

Nemsugárzásos legerjesztődés során az atom úgy kerül alacsonyabb állapotba, hogy nem sugároz ki fényt, az energia így legtöbbször a rácsrezgéseknek adódik át, vagyis a fononok energiájaként jelenik meg, melynek küszöbét aktivációs energiának nevezünk. Ezek alapján három eset különböztethető meg, amennyiben figyelembe vesszük a nemsugárzásos legerjesztődést a lézerműködés szempontjából.

- Amennyiben az anyag nagy ΔE-vel, de kis aktiválási energiával rendelkezik, úgy lézerműködés nem lehetséges.
- Ha a közegben ΔE-vel közel azonos az aktiválási energia, akkor a szélessávú lézerműködés jellemző.
- Amennyiben a közeg kis ΔE-vel rendelkezik az aktiválási energiához képest, akkor a keskenysávú lézerműködés lesz jellemző.

Az aktiválási energia fordítottan arányos a Stokes-eltolódással:

Eact ~ E₀₂ / ΔE,

ezért a nemsugárzásos legerjesztődés alacsonyan tartásához: ΔE << E₀ kell.

Ez alapján E₀ >> ΔE >> kT feltételnek kell teljesülnie.
A nagyobb sávszélességgel együtt jár a nagyobb Stokes-eltolódás is, valamint a pumpálóenergia nagyobb része alakul hőenergiává.