Najznámejší je takzvaný pohyb inverzný, kde sa atóm dusíka striedavo približuje a oddiaľuje od základni, kde naň pôsobia odpudivé sily vodíkových atómov. Po mnohých pokusoch sa mu podarí dostať skrz a vytvorí sa molekula zrkadlovo zhodná. Priechod molekuly dusíku umožňuje takzvaný tunelový jav. Vo svete atómov platí, že keď nemá častica dostatok energie aby sa dostala cez bariéru, rovnako sa cez ňu dostane, ak sa bude o to márne pokúšať. Pokiaľ budeme molekulu pozorovať ďalej zistíme, že atóm dusíka kmitá z jednej strany na druhú s frekfrenciou 24 miliárd kmitov za sekundu a vyžaruje pritom elektromagnetickú vlnu o dĺžke 1,25 centimetrov.

Prvý laser

V roku 1954 sa podarilo zostrojiť prví kvantový generátor. Odtadiaľ je už len krôčik vedúci k laseru. Vedci boli ale natoľko zamestnaný maserom, že už nestačili myslieť na konštrukciu lasera. Bolo však treba vyriešiť, z konštrukcie maseru dobre známe, dva technické problémy, rezonanční obvod a aktívne prostredie. S tím však už nemohla pomôcť rádiotechnika a musela nastúpiť optika. Rezonančný obvod používaný pre mikrovlny tu ale nemožno použiť. Už vytvorenie rezonátora pre milimetrové vlny je veľmi ťažké a vytvorenie dokonale vylešteného a postriebreného rezonátoru rozmerom zrovnateľného s vlnovou dĺžkou viditeľného žiarenia technicky nemožné. Naviac by sa do takýchto rozmerov nevošlo príliš látky aktívneho prostredia a výkon takého zariadenia by bol veľmi malý.

Prečo ale uzavierať svetlo do kovovej schránky? Veď by bolo možné ho nechať kmitať medzi dvoma rovnobežnými zrkadlami. Taký systém zrkadiel sa nazýva Fabry-Perotov interferometer. Medzi optickým rezonátorom a rezonátorom mikrovĺn. Je však určitý rozdiel. Tam je dĺžka dutiny približne zhodná s vlnovou dĺžkou a vnútri dutiny sa vytvorí stojaté vlnenie. Vedie to k tomu, že v rezonátore kmitá zároveň veľké množstvo vidov žiarenia, ktoré sa nepatrne líši svojou vlnovou dĺžkou a teda aj frekfrenciou. Môžeme teda povedať, že i keď je laserový paprsok kohorentný, skladá z viacerých vĺn s rôznym kmitočtom.

Systém zrkadiel sa dá u laserov používať dvojtím spôsobom. Ak je v aktívnom prostredí kryštál, stačí rovnobežne zbrúsiť a vyleštiť jeho dve opačne strany. Pre zvýšenie odrazivosti sa môžu plôšky pokryť vrstvičkou striebra. Zrkadlá priamo spojené s aktívnym prostredím sa nazývajú vnútorné, ktoré nezávisia na type aktívneho prostredia. Majú tú výhodu, že ich je možné mechanicky nastavovať a že môžeme študovať vlastnosti laserového paprsku priamo vnútri rezonančného obvodu. Pokiaľ používame vnútorné zrkadlá, musíme vylúčiť odrazy na koncových stenách kryštálu alebo sklenenej trubice.