信封背面的计算 　　

　　Townes从夹克中拿出了一个信封开始匆匆记下他关于要得到他所需的功率输出在谐振器中需多少分子的计算。然后，他回到酒店并将这个思想告诉了Schowlow。Townes说：“我告诉他这个构思，他马上同意了我的观点并说这非常有意义。”当Townes回到Columbia后，他让他的研究生James P.Gordon立即开始这个项目工作，后来还聘用了H.L Zeiger作助手。Schawlow没有参与maser的工作。但他说：“我亲眼目睹了他笔记本中的这项发明。” 　　

　　同一年，Schawlow离开了Townes和Columbia到贝尔实验室担任了一个研究员的工作。“我在贝尔实验室主要从事超导电性的研究”，他说，“随后几年，我也没有在masers激动人心的发展中作过任何工作。” 　　

　　研究maser 　　

　　Townes决定研究氨，氨是一个很强的吸收体，与波长的作用很强。“这是我的老爱好，我对氨知之甚多。我们有1.25cm波长的波腔，所有技术和波导。” 　　

　　他从事maser工作时，很少有人对他的工作感兴趣。有一次他说：“我们很平静地以研究生的方式工作了三年，最后我们成功了。据我所知，其它人都不愿意从事这项工作。” 　　
　　
　　1953年，Townes Gordon 和Zeiger研制出一种叫maser的设备，可以通过发射物的受激发射实现微波放大。他们通过Columbia大学申请了该设备的专利。 　　

　　与贝尔实验室合作

　　Townes知道，比微波波长更短的波长（如红外线和光波波长）在研究波谱方面可能是比maser产生的微波辐射更有用。 在Columbia期间，Townes 1956年荣任贝尔实验室的顾问工作。他可以访问实验室、与人交谈、视察项目并交流思想。他说：“这是一个很不错的顾问工作，所以我欣然接受！” 　　Townes仍在思考光的受激辐射，并看望了已在贝尔实验室呆了5年的Schawlow。这两个科学家再度合作出版了一本《微波波谱》的书。Schawlow后来回忆说：“我在认真考虑如何将maser原理从微波应用到波长更短的波，如红外线波谱领域。后来发现Townes也在考虑这个问题，于是我们决定携手合作解决这个问题。” 　　

　　将镜片放到空腔中

　　Schawlow的思想是在空腔的每一端放一个镜片，使光来回反射。这样，可消除光束在其它方向的激射。Schawlow和Townes探讨了该方案的可行性，并对之抱着极大的热情。1957年秋天，他们开始研究生产更短波长的设备原理。通过使用镜片，Schawlow想到，这些镜片的尺寸应当可调以便激光只有一个频率，一个特定频率可以在一个路径宽度范围内选定，镜片大小可调以便任何轻微的偏向运动都能被抑制。实际上，他去掉了大多数空腔，只保留了两端空腔。 　　

　　Schawlow说：“我们不用中断我们的其它工作，我们只用了几个月的业余时间。”Schawlow研制设备，而Townes从事理论研究。Schawlow建议用常规固体材料来产生固体激光。 　　

　　美国专利2#、929 、922

　　八个月之后,他们的合作开花结果。1958年，他们就他们的工作合写了一篇言论文,此时他们尚未造出真实的激光,并且他们还通过贝尔实验室申请了一项专利。他们关于maser原理可推广应用到光谱领域的建议发表在Physical Review的第十二期杂志上。 　　

　　两年后，Schawlow和Townes获得了激光发明的专利，与此同时Hughes Aircraft公司的Theodore Maiman制造出了可以工作的激光器。1961年，Schawlow离开贝尔实验室开始了其在Stanford的执教和研究工作，在Stanford,他进一步推动了激光在波谱领域的应用。他说：“Stanford给了我不能拒绝的承诺。” 赢得Nobel奖。　　

　　1964年，“由于在量子电子学领域中的基础工作导致基于maser-laser原理的谐振器和放大器的发明”，Townes与Moscow 的Lebedev学院的A.Prskhorov和N.Bason共同一起获得该年度的Nobel物理奖。 　　

　　1981年，Schawlow也因其对激光光谱的贡献荣获该年度的Nobel物理奖。Townes说：“这项奖对Schlwlow来得太迟。” Schawlow回顾这项发明说“我们想到了它的通信和科学应用，而没有将它保留在心中。如果这样做，会妨碍我们做出激光发明。”