Em 1951, Joseph Weber apresentou um trabalho sobre o uso de emissões estimuladas para fazer um amplificador de micro-ondas para a Conferência de Pesquisa do Tubo de Vácuo do Instituto de Engenharia de Rádio de Junho de 1952 em Ottawa, Ontário, Canadá. Após essa apresentação, a RCA pediu a Weber que desse um seminário sobre essa ideia, e Charles Hard Townes pediu a ele uma cópia do artigo.
Em 1953, Charles Hard Townes e os alunos de pós-graduação James P. Gordon e Herbert J. Zeiger produziram o primeiro amplificador de micro-ondas, um dispositivo operando em princípios semelhantes ao laser, mas amplificando a radiação de micro-ondas em vez da radiação infravermelha ou visível. Entretanto, na União Soviética, Nikolay Basov e Aleksandr Prokhorov trabalharam independentemente no oscilador quântico e resolveram o problema dos sistemas de produção contínua usando mais de dois níveis de energia. Esses meios de ganho poderiam liberar emissões estimuladas entre um estado excitado e um estado excitado inferior, não o estado fundamental, facilitando a manutenção de uma inversão de população. Em 1955, Prokhorov e Basov sugeriram o bombeamento óptico de um sistema multi-nível como um método para obter a inversão da população, mais tarde um método principal de bombeamento a laser.
Townes relata que vários físicos eminentes - entre eles Niels Bohr, John von Neumann e Llewellyn Thomas - argumentaram que a radiação violava o princípio da incerteza de Heisenberg e, portanto, não podia funcionar. Outros, como Isidor Rabi e Polykarp Kusch, esperavam que isso fosse impraticável e não valesse o esforço. Em 1964, Charles H. Townes, Nikolay Basov e Aleksandr Prokhorov dividiram o Prêmio Nobel de Física, "pelo trabalho fundamental no campo da eletrônica quântica, que levou à construção de osciladores e amplificadores baseados no princípio maser-laser".
