Чарльз Хард Таунс и его аспиранты Джеймс П. Гордон  и Герберт Дж. Зейджер произвели первый микроволновой усилитель, устройство, действующее по тем же принципам, что и лазер, но усиливающее микроволновую радиацию, в не инфракрасную радиацию или радиацию видимого спектра. Квантовый генератор Таунса был неспособен производить непрерывный свет. Тем временем, советские ученые Николай Басов и Александр Прохоров, также работающие над созданием квантового генератора, решили проблему системы непрерывного производства света при использовании больше, чем двух энергетических уровней. Эти уровни стали основой для выпускания стимулирующей эмиссии между возбужденными состояниями, облегчая инверсию.
В 1955 году команда советских ученых предложила осуществлять оптическую перекачку многоуровневой системы как способ для получения инверсии, а позже он стал главным способом лазерной перекачки. В то же время на другом конце планеты Таунс работал над этой проблематикой. Как следствие, в 1964 году все ученые, работавшие над созданием квантового генератора и мазера, получили Нобелевскую премию по физике «за фундаментальный вклад в области квантовой электронике, которая привела к созданию генератором и усилителей, основанных на лазерном квантовом генераторе».
Мазер или квантовый генератор представляет собой устройство, которое производит последовательные электромагнитные волны посредством увеличения стимулируемой эмиссией. Мазер, появившийся в 1957 году, стал прототипом лазера. Работа мазера основана на принципе стимулируемой эмиссии, предложенного Альбертом Эйнштейном еще в 1917 году. Когда атомы помещены в возбужденную энергетическую среду, они могут усилить радиацию в надлежащей частоте. Помещая такую среду усиления в резонансную впадину, создается обратная связь, которая и производит последовательную радиацию.  Существует несколько типов мазеров, среди которых стоит выделить атомные мазеры, аммиачные мазеры, водородный и другие газовые мазеры.