1978年,他遠渡重洋到美國羅徹斯特大學的激光能量學實驗室(英语:Laboratory for Laser Energetics)工作。在那時,激光能量學實驗室的主要任務是進行慣性約束聚變。穆鲁的責任是領導「超快科學小組」(Ultrafast Science Group),其目標是研究激光聚變領域的鄰近論題,並且提供博士深造所需要的優良環境。在那裡,他與學生唐娜·斯特里克兰於1985年共同發明了啁啾脈衝放大技術,其能夠製成超強與超短的光學脈衝,從而大幅度提高激光功率。之前在這方面的研究曾遭到多次失敗,因為直接放大脈衝會損害光學儀器。啁啾脈衝放大技術先將脈衝的脈寬拉開,然後進行放大,最後用再把脈寬壓縮成如同先前一般。這樣,由於在放大時,脈衝的脈寬已被拉開,光強不會損害放大器。[5]最初,這技術只能製成皮秒脈衝,功率增加到吉瓦。後來,進階研究造成了高達1000倍的改善,製成飛秒脈衝,能夠給出太瓦功率。由於這麼大幅度地提高功率,這技術在化學、醫學與製造業領域用途廣泛。在眼科領域,他發明了醫治眼睛與白內障的飛秒屈光手術。[6]他對於眼角膜的研究開創了IntraLASIK技術,其成功地幫助了超過5百萬病人。[7]這技術也提供基礎科學重要研究工具,實現了強場物理學(英语:strong field physics)與阿秒科學的發展。當今,全世界有許多拍瓦級激光設施正在運作或建造之中。[8]
^R. W. Wood Prize. The Optical Society. (原始内容存档于2018-08-05). For contributions to the field of ultrafast optics, in particular for introducing the concept of chirped pulse amplification for laser systems to boost optical power peaks to unprecedented levels
^Quantum Electronics Award Winners. IEEE Photonics Society. [2018-10-02]. (原始内容存档于2018-10-05). For pioneering contributions to ultrafast optics including optical sampling and intense fs pulses
^Gérard Mourou. The Optical Society. [2018-10-12]. (原始内容存档于2018-07-19). For ground-breaking applications of high-intensity lasers to precision micromachining, eye surgery and relativistic light-matter interactions