Maser on laserin kaltainen tekniikka. Kun laser on suunnattu energiaväline tai ase, joka perustuu valon vahvistamiseen stimuloidun säteilyn avulla, maser käyttää sen sijaan mikroaaltovahvistusta tai sähkömagneettisia kenttiä yhtenäisten valonsäteiden sijasta tuottaakseen samanlaisia tuloksia. Konsepti maserin takana syntyi ensimmäisen kerran vuonna 1953, kun yhdysvaltalainen fyysikko Charles Townes rakensi sellaisen, mutta se perustuu Albert Einsteinin vuonna 1917. aikaisempaan käsitykseen stimuloiduista säteilypäästöjen periaatteista. Teknologiaa on käytetty erittäin tarkkojen kellojen kehittämiseen. , tähtitieteellisessä tutkimuksessa, ja sitä voidaan käyttää mahdollisissa asesovelluksissa.
Atomisäteilymasterit käyttävät yleensä kaasumuotoa, joka ladataan virittyneeseen tilaan kammiossa, mikä saa kaasun lähettämään säteilyn, joka tallennetaan resonaattoriin, missä se myöhemmin kanavoidaan ulos kammiosta pienen aukon kautta. Townesin luoma maser oli ammoniakkimaser, ja sen sähköntuotanto oli erittäin alhainen 0.00001 wattia. Sen tuottama energiasäde oli kuitenkin niin tarkka, että sen katsottiin olevan hyödyllinen erittäin tarkana kellona, joka voi näyttää oikean ajan toiselle satoja vuosia.
Jos maser perustuu kaasuun, se on vuorovaikutuksessa vain kaasulle ominaisten kapeiden taajuuksien alueella. Tämä voi kuitenkin tehdä siitä erittäin tarkan vahvistimen tutkimusalueilla, jotka tutkivat tällaista kaasua. Vetymaser on erittäin tehokas vahvistamaan ja mittaamaan heikkoja signaaleja avaruudessa radioastronomiassa. Vetymaseria on käytetty myös ammoniakkiin perustuvaa tarkemman atomikellon muodossa, ja vuoden 2011 mallit eivät kykene menettämään tai saamaan sekuntia virheellisiä aikamittauksia yli 100,000 XNUMX vuoden tallennuksen aikana.
Jos tarvitaan säteily- tai radioaaltosignaalien vahvistamista eri taajuuksien kaistalla, käytetään kiinteän tilan maseria. Rubymaser on esimerkki tästä, ja se perustuu periaatteisiin, joita rubiinilaseri myös käyttää. Rubiinikiteet herätetään magneettikentän läsnäollessa virittämään tutkittavaa signaalia tietyllä taajuudella, ja se toimii hyvin hyvin heikkojen signaalien kanssa. Tämä antaa rubiinimastereille ihanteellisia sovelluksia vahvistamaan signaaleja, jotka lähetetään takaisin Maalle etäisillä avaruusluotaimilla, jotka lähetetään muille planeetoille, tai satelliitteja, jotka kiertävät murto -osalla Kuuta, kuten geosynkronisia satelliitteja. Tällaista maseria on käytetty myös Venuksen kaltaisten planeettojen lähettämien radioaaltojen mittaamiseen sen ilmakehän kemiallisen koostumuksen ja lämpötilan tutkimiseksi.
Muita tutkimuksessa yleisesti käytettyjä masereita ovat rubidium- ja mikroaaltolajikkeet. Rubidiummaser on kaasupohjainen käyttäen hopeanvalkoisen metallielementin höyrystettyä muotoa. Se on hyödyllinen laboratoriotyökalu optisessa pumppauksessa, jossa atomin elektronit viritetään tunnettuun kvanttitilaan, jotta niitä voidaan tutkia. Mikroaaltouuni -masereita käytetään kosmologisessa tutkimuksessa tutkimaan kosmisen mikroaaltosäteilyä avaruudessa, joka muodostui maailmankaikkeuden varhaisen laajentumisen seurauksena. Tämä tunnetaan mikroaaltoradiometrian tutkimusalueena.