W języku angielskim słowo Maser jest skrótem od wyrażenia „Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, co tłumaczy się jako „wzmocnienie mikrofal przy użyciu stymulowanego promieniowania”. W swoim działaniu jest podobny do lasera, ale działa w zakresie mikrofal.
Maser to urządzenie wytwarzające kolejne fale elektromagnetyczne. Po raz pierwszy została wynaleziona przez fizyków z ZSRR i USA Nikołaja Basowa, Aleksandra Prochorow i Charlesa Townesa w 1954 roku. Za to otrzymali Nagrodę Nobla.
Wczesne modele pracowały z trójpoziomowym systemem pompowania, w którym źródło mikrofal pompuje energię do płynu roboczego emitera. W rezultacie atomy wodoru i inne przechodzą ze stanu spoczynku na nowy poziom energii. Towarzyszy temu promieniowanie w zakresie mikrofal.
Maser, w przeciwieństwie do lasera, emituje skoncentrowane wiązki mikrofal, a nie światło. Stosunek mocy sygnału użytecznego do mocy szumu masera jest niższy, co jest zaletą. Jednak miał gorszą moc od lasera.
W rzeczywistości większość maserów do tej pory była emiterami gazów, w których jako medium robocze stosuje się atomy wodoru. Ale koszt takich urządzeń jest bardzo wysoki, ponieważ są one wykonane z wielu drogich komponentów. Do pracy masera wymagane były temperatury i podciśnienie bliskie zeru bezwzględnego. Dlatego przez długi czas był mało używany.
Później Mark Oxborrow i inni brytyjscy naukowcy wynaleźli mikrofalowy generator kwantowy oparty na elementach półprzewodnikowych. Opiera się na kryształach pentacenu, działa w temperaturze pokojowej i ma zwarte rozmiary. Twórcy uważają, że można go wykorzystać w komunikacji radarowej i kosmicznej, a także przy tworzeniu komputerów kwantowych i radioteleskopów nowej generacji.
Sygnał z tego urządzenia jest wielokrotnie silniejszy niż sygnał z konwencjonalnego masera. Teraz naukowcy pracują nad tym, aby nie tylko generować pojedyncze krótkie impulsy, ale pracować nieustannie. Konieczne jest również zawężenie zakresu długości fal w celu dodatkowego wzmocnienia.
Ten maser jest zasilany przez dwupoziomowy system pompujący: kryształ terfenylu i pentacen pompowane są laserem optycznym. Cząsteczki kryształów przechodzą na nowy poziom energetyczny, w wyniku czego fotony są synchronicznie emitowane w zakresie mikrofalowym.
