Speziell angeordnete Magnete ermöglichen auch die Fokussierung eines solchen Strahls auf ein Objekt – eine der Grundvoraussetzungen für einen Einsatz in der Mikroskopie. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zu Atomlasermikroskopen, welche sich durch eine hohe Auflösung und geringe Strahlenschäden des abzubildenden Objektes auszeichnen werden.
Einzelne Elektronen und Atome verhalten sich nicht nur als Teilchen, sondern weisen auch Aspekte einer Welle auf. Diese Grundtatsache der Quantenmechanik ermöglicht daher, Materiestrahlen ebenso wie Lichtstrahlen zur Abbildung von Objekten einzusetzen. Materiestrahlen weisen allerdings im Gegensatz zu herkömmlichen Lichtstrahlen eine um ein Vielfaches kleinere Wellenlänge auf und ermöglichen daher eine höhere Auflösung bei Abbildungen von Objekten. Diese Tatsache wird seit Jahren in der Elektronenmikroskopie eingesetzt. Allerdings können Elektronenstrahlen im Gegensatz zu Atomstrahlen leicht zur Zerstörung der abzubildenden Objekte führen.
Das Besondere an Atomlaserstrahlen im Gegensatz zu herkömmlichen Strahlen aus Atomen besteht darin, dass die quantenmechanischen Wellenfunktionen der Atome in einem Atomlaserstrahl alle phasengleich sind. Dieses als Kohärenz bezeichnete Phänomen ist ein wichtiges Merkmal von Lichtlaserstrahlen und ermöglicht deren Einsatz in Hochleistungsmikroskopen, so genannten konfokalen Mikroskopen. Daher ist als Ausgangspunkt für einen Atomlaserstrahl ein Bose-Einstein-Kondensat nötig, welches die Phasengleichheit zwischen den Atomen herstellt.
