レーザー媒質
I p o = ħ ω p ( σ a p + σ e p ) τ {\displaystyle ~I_{\rm {po}}={\frac {\hbar \omega _{\rm {p}}}{(\sigma _{\rm {ap}}+\sigma _{\rm {ep}})\tau }}~} , I s o = ħ ω s ( σ a s + σ e s ) τ {\displaystyle ~I_{\rm {so}}={\frac {\hbar \omega _{\rm {s}}}{(\sigma _{\rm {as}}+\sigma _{\rm {es}})\tau }}~}
強い信号におけるの吸光は次のようになる。
A 0 = N D σ a s + σ e s {\displaystyle ~A_{0}={\frac {ND}{\sigma _{\rm {as}}+\sigma _{\rm {es}}}}~}
強い信号における利得は次のようになる。
G 0 = N D σ a p + σ e p {\displaystyle ~G_{0}={\frac {ND}{\sigma _{\rm {ap}}+\sigma _{\rm {ep}}}}~}
ここで、 D = σ p a σ s e − σ p e σ s a {\displaystyle ~D=\sigma _{\rm {pa}}\sigma _{\rm {se}}-\sigma _{\rm {pe}}\sigma _{\rm {sa}}~} は断面積の行列式である。