الليزر العادي يضيء بخطوط ضيقة، مثل وتر يصدر نغمة واحدة فقط. هذا غير مريح للتحليل الطيفي: إذا كانت المادة تمتص الضوء بين الخطوط، فقد لا نلاحظها. ليزر التيراهرتز الكمي المتتالي (quantum cascade laser) هو شريحة شبه موصلة بحجم الظفر، يصدر موجات بتردد من 1 إلى 6 تيراهرتز (تريليونات الاهتزازات في الثانية). هذه الموجات تخترق الورق والبلاستيك والملابس، لكنها لا تخترق المعدن والماء.

طبق مؤلفو الدراسة على الليزر إشارة إضافية منخفضة التردد — كما لو أنك تهز الوتر قليلاً ليصدر جميع النغمات التوافقية دفعة واحدة. عند تردد تعديل أقل من 1 غيغاهرتز (مليار اهتزازة في الثانية)، أصدر الليزر طيفًا من 1.9 إلى 4.1 تيراهرتز — أي أكثر من أوكتاف، وبدون انقطاعات. وعند زيادة تردد التعديل، اندمجت الخطوط المنفصلة في توهج متصل من 3 إلى 4 تيراهرتز. هذا الوضع يسمى بالوضع فائق التوهج (superluminescent): يبقى الضوء موجهًا لكنه يفقد القمم الحادة، مثل صوت المطر بدلاً من قطرات منفصلة.

أظهرت الحسابات والنماذج الحاسوبية ما يحدث داخل الليزر: نبضات الضوء تجري في الرنان وتتصادم، مما يطمس بعضها البعض. الفائدة العملية تكمن في التحليل الطيفي بالامتصاص: يمكن فحص العينة بحثًا عن مواد متعددة في وقت واحد دون إعادة ضبط الليزر. هذه المصادر ستكون مفيدة لمراقبة جودة الأدوية، أو البحث عن المتفجرات، أو دراسة الغازات.