Аналог лазера для микроволнового диапазона — мазер — изобрели ещё в 1954 г., но, в отличие от лазера, он так и не получил широкого распространения. Причина заключается в том, что до последнего времени все мазеры для работы требовали охлаждения почти до абсолютного нуля.

В 2012 г. был создан мазер на органических молекулах пентацена. Он работал при комнатной температуре однако испускал только короткие импульсы мазерного излучения, длительностью менее миллисекунды.

Решающим шагом к активному применению мазеров в медицинской визуализации, космических коммуникациях, квантовых вычислениях и многих других приложениях, может стать создание устройства, излучающего непрерывно. Об этом изобретении рассказала в журнале Nature группа физиков Лондонского Имперского Колледжа (ICL).

Участники исследования во главе с доктором Джонатаном Бризом (Jonathan Breeze) в качестве активного элемента своего устройства использовали синтетический алмаз, выращенный химическим осаждением в азотной атмосфере фирмой Element Six.

Облучение алмаза пучком высокоэнергетических электронов выбивало атомы углеродной кристаллической решётки со своих мест, создавая пустоты или вакансии. В результате нагрева с последующим отжигом атомы азота связывались с углеродными вакансиями, и получались спиновые дефекты, известные как азотозамещённые вакансии или NV-центры.

Поместив алмаз в кольце монокристаллического сапфира — диэлектрическом резонаторе, концентрирующем микроволновую энергию, авторы облучали его зелёным лазером (длина волны 532 нм). Оптическая накачка NV-центров в присутствии внешнего магнитного поля создавала инверсию заселенности энергетических уровней, требующуюся для выхода на мазерный режим излучения при комнатной температуре.