ИНВЕРСИЯ (латынша «инверсио – төңкеру, аудару, алмастыру»), толымдылық инверсиясы – орта энергиясының жоғары мәніне сәйкес келетін деңгейдің толымдылығы аз энергиялы деңгейдегі толымдылықтан жоғары болатын тепе-теңсіздік күйі. Әдеттегі жағдайларда (термодинамикалық күйдегі) бөлшектер жүйелеріндегі энергетикалық деңгейлер бойынша үлестірілу қалыпты (больцмандық) сипатта болады: едәуір жоғары деңгейдегі бөлшектер саны едәуір төменгі деңгейдегіден аз болады. Кез келген жүйедегі толымдылық инверсиясы осы жүйеге қатысты сыртқы энергия көздерімен жүзеге асырылады (мысалы, толтыру арқылы). Толымдылық инверсиялы жүйесі сәулені әрқашан жұту үр- дісінен артық болатын еріксіз сәуле шығару үрдісі есебінен күшейтеді. Активті орталарда толымдылық инверсиясын жүзеге асыру – бүкіл кванттық күшейт- кіштер мен генераторлардың (лазерлердің) жұмыс істеуінің қажетті шарты.