Trong tiếng Anh, từ Maser là viết tắt của cụm từ "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation", tạm dịch là "sự khuếch đại của vi sóng bằng cách sử dụng bức xạ kích thích." Trong hoạt động của nó, nó tương tự như một tia laser, nhưng hoạt động trong phạm vi vi sóng.
Maser là một thiết bị tạo ra các sóng điện từ liên tiếp. Nó lần đầu tiên được phát minh bởi các nhà vật lý từ Liên Xô và Hoa Kỳ Nikolai Basov, Alexander Prokhorov và Charles Townes vào năm 1954. Vì điều này, họ đã được trao giải Nobel.
Các mô hình ban đầu hoạt động với hệ thống bơm ba cấp, trong đó nguồn vi sóng bơm năng lượng vào chất lỏng hoạt động của bộ phát. Kết quả là, các nguyên tử hydro và những nguyên tử khác chuyển sang một mức năng lượng mới từ trạng thái nghỉ. Điều này đi kèm với bức xạ trong phạm vi vi sóng.
Không giống như tia laser, maser phát ra chùm vi sóng tập trung hơn là ánh sáng. Tỷ lệ giữa công suất tín hiệu hữu ích và công suất nhiễu của maser thấp hơn, đó là một lợi thế. Tuy nhiên, nó kém hơn về sức mạnh so với tia laser.
Trên thực tế, hầu hết các masers cho đến nay đều là các thiết bị phát ra khí, nơi các nguyên tử hydro được sử dụng làm môi trường hoạt động. Nhưng giá thành của những thiết bị như vậy rất cao vì chúng được làm từ nhiều linh kiện đắt tiền. Đối với hoạt động của maser, nhiệt độ và độ chân không gần bằng không tuyệt đối là bắt buộc. Vì vậy, trong một thời gian dài, nó ít được sử dụng.
Sau đó, Mark Oxborrow và các nhà khoa học Anh khác đã phát minh ra máy phát lượng tử vi sóng dựa trên các thành phần ở trạng thái rắn. Nó dựa trên các tinh thể pentacene, hoạt động ở nhiệt độ phòng và có kích thước nhỏ gọn. Các nhà phát triển tin rằng nó có thể được sử dụng trong liên lạc radar và không gian, cũng như để tạo ra máy tính lượng tử và kính thiên văn vô tuyến thế hệ tiếp theo.
Tín hiệu từ thiết bị này mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu từ maser thông thường. Giờ đây, các nhà khoa học đang làm việc để làm cho nó không chỉ tạo ra những xung động ngắn riêng lẻ mà còn hoạt động liên tục. Nó cũng cần thiết để thu hẹp dải bước sóng được bao phủ để khuếch đại bổ sung.
Maser này được cung cấp bởi một hệ thống bơm hai cấp: một tinh thể terphenyl và pentacene được bơm bằng tia laser quang học. Các phân tử tinh thể chuyển sang một mức năng lượng mới, kết quả là các photon được phát ra đồng bộ trong phạm vi vi sóng.
