激光的发明可以追溯到1958年。当时Arthur L.Schawlow和Charles H.Townes在Physical Review上发表了一篇名为“Infr ared and Optical Masers ”的论文，从而开创了一个新的科学领域并产生了一个具数十亿美元产值的新工业。 　　

　　Schawlow和Townes在二十世纪40年代和50年代早期从事微波波谱方面的研究工作。作为研究各种分子特性的有力工具，微波波谱技术其时颇引人注目。他们并没有想发明一种设备，使从通信到机械的各种产业发生翻天覆地的变化；他们所想的仅仅是开发一种设备来帮助他们研究分子结构。

　　初始工作 　　

　　Townes在加州技术学院获博士学位后，于1939年加入贝尔实验室。在那里，他从事包括微波发生、真空管和磁学等各种不同工作。后来，他转到固体物理领域，研究表面电子发射。 　　

　　 一天，也就是Townes到贝尔实验室的一年后，Townes实验室的主任Mervin Kelly通知大家“从星期一开始，你们研究雷达轰炸系统。”Townes不喜欢这项工作，但他知道二次世界大战已经打破了贝尔实验室的宁静。“我们相当努力地研究雷达轰炸系统，一年后我们将该系统装入飞机中，发现它非常有效。”Townes说。 　　

　　专注于分子吸收研究 　　

　　二战期间，Townes对航空无线电很感兴趣，但他的防雷达工作使他必须专注于微波波谱方面的研究。雷达系统以特定波长播发无线电信号，当这些信号碰到诸如战舰或飞机之类的固体物质，就会反射回雷达系统，从而雷达系统可以识别这些物体并定位。 Townes从事的雷达导航轰炸系统采用的波长是10cm及后来的3cm，但军方要求的波长是1.25cm。以便更好的定向以及在飞机上使用更小的天线。

　　湿　度 　　

　　Townes致力于1.25cm波长的工作。他知道，气体分子在固定波长可以吸收波形，尤其令他担心的是，大气层中的水蒸气（如雾、雨、云）可能会吸收 cm雷达信号。 　　

　　“雷达已经建好，已调试好，但尚不能工作，主要存在水蒸气吸收问题”他说，该系统最多只能“见”到几英里开外，“……而且，要搜寻海上船只或类似的其它物体还有太多的局限。 　　

　　迁至Columbia

　　战后，Townes在贝尔实验室专门从事分子波谱的研究工作。1948年，他获得了转到Columbia大学工作的机会。他说：“我到Columbia大学的部分原因是，Columbia大学更专注于物理学以及我感兴趣的原理定律。此外，我更喜欢大学生活，在大学工作一直是我心中所愿。” 　　

　　微波波谱学科是Schawlow 和Townes在1949年第一次相见的共同基础。此时，Schawlow刚好在多伦多大学获得物理博士学位。然后，他到Columbia大学从事一研究基金项目，与Townes开始一道工作。 　　

　　分子研究 　　

　　在Columbia, Townes继续研究采用受激辐射探测气体分子波谱方面的工作，由此首先发明了maser(微波激射)，后来发明了laser(激光)。 　　

　　Townes知道，微波激射的波长越短，其与分子的作用越强，因而它是研究波谱的强有力工具。但当时要制造一种小到足以产生所需波长的设备超出了制造技术的水平。所以，Townes竭力解决用分子产生所需频率的技术限制问题。

　　在Franklin公园的奇想 　　

　　有几个技术问题当时已经解决，其中包括热力学第二定律，实际上，热力学第二定律已告诉Townes时，分子不会产生超过固定量的能量。 　　

　　在Townes参加华盛顿的一个毫米波发射的科学委员会会议时，他正考虑如何回避热力第二定律。一天早晨，他在Franklin公园一边散步，一边思考这个问题。“我想，热力学第二定律假设了热量是平衡，而我们不必考虑它。”