實現粒子數反轉、滿足閾值條件和諧振條件。產生光的受激發射的首要條件是粒子數反轉,在半導體中就是要把價帶內的電子抽運到導帶。為了獲得離子數反轉,通常採用重摻雜的P型和N型材料構成PN接面,這樣,在外加電壓作用下,在結區附近就出現了離子數反轉—在高費米能級EFC以下導帶中貯存著電子,而在低費米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實現粒子數反轉是產生鐳射的必要條件,但不是充分條件。要產生鐳射,還要有損耗極小的諧振腔,諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡,啟用物質所發出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射,不斷引起新的受激輻射,使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大於鐳射器內的各種損耗,即滿足一定的閾值條件:P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1

(P1、P2是兩個反射鏡的反射率,G是啟用介質的增益係數,A是介質的損耗係數,exp為常數),才能輸出穩定的鐳射,另一方面,鐳射在諧振腔內來回反射,只有這些光束兩兩之間在輸出端的相位差Δф =2qπ q=1、2、3、4。。。。時,才能在輸出端產生加強幹涉,輸出穩定鐳射。設諧振腔的長度為L,啟用介質的折射率為N,則

Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ,

上式可化為f=qc/2NL該式稱為諧振條件,它表明諧振腔長度L和折射率N確定以後,只有某些特定頻率的光才能形成光振盪,輸出穩定的鐳射。這說明諧振腔對輸出的鐳射有一定的選頻作用。