原子の場合では、フラッシュランプなどで励起することで、電子数が基底準位より励起準位にあるものが多くなる反転分布が生じる。半導体の場合では、伝導体にある電子数が価電子帯の電子数を上回ることで、反転分布となる。この現象を起こすために、ダイオードと同じpn結合が用いられ、この反転分布を生じさせるには、電流による励起が用いられる。
順方向(pからnの方向)に電流を流すと、pn接合面で反転分布が形成される。

Reference

イラスト・図解 光ファイバー通信のしくみがわかる本, 山下 真司, 株式会社技術評論社, pp.150-152, 2002.

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