結構緊湊、高功率，以及高光束質量的偏振激光器在諸如微加工和高效諧波生產等工業和研究領域的應用需求正不斷增長。通過對晶體形狀、冷卻機制及諧振器設計等要素的優化組合， 激光器和放大器之類的激光器產品呈現出以下優點：短脈寬、高峰值功率、高脈沖重復率和高平均功率下的高光束質量。同時，他們還可以為光束形狀提供高度的靈活性，從圓形光束, 到線形一維和二維平頂光束，再到矩形光束等等，從而為門類廣泛的特殊應用提供附加價值。

目前，武漢光谷激光產業相關企業達200多家，總收入超150億元，比2009年增長35%。激光企業總數和激光產品年產值占全國一半以上，形成了上游為激光材料及配套元器件，中游為激光器及其配套設備，下游為激光應用產品、消費產品、儀器設備等完整的產業鏈，位居全國第一。

用超快激光以特定的方式照射玻璃，能夠使玻璃對隨后的濕法化學蝕刻的敏感度提升一千倍。這意味著可以通過玻璃塊引導直徑幾微米的激光束，并且隨后在玻璃體內刻蝕出精細的管道。這種方法可以用來創建微型孔，將完整的微流體系統刻蝕到玻璃體中，或者實現具有極高表面質量的切口。

激光推進是利用遠距離高能激光加熱氣體工質，使氣體熱膨脹產生推力，推動飛行器前進的新概念推進技術，具有比沖高、有效載荷比大、發射成本低等優點，可廣泛用于微小衛星近地軌道發射、地球軌道碎片清除、微小衛星姿態和軌道控制等領域。應用于衛星近地軌道發射時，可使發射成本降低至每千克幾百美元，遠遠低于目前化學火箭每千克上萬美元的發射成本，因而受到各國廣泛關注。

光纖激光器具有出色的性能、輸出功率放大能力，以及更寬的輸出波長范圍。它們不僅對現有應用起到了增強作用，還將在工業領域找到新的用武之地。可以預見，光纖激光器的市場份額必將日益擴大。

光纖激光器的體積只有鞋盒那么大，卻可以提供10-40mW聚焦的納秒脈沖，在打標時能在材料不受到熱影響的情況下改變材料表面的顏色，形成永久的標識。與光學掃描振鏡結合使用，便可以打出任何圖案，使之成為應用廣泛的打標工具。

直接半導體激光器和光纖激光器在工業方面的應用，尤其在發展我國高功率激光切割、激光焊接、激光熔復，以及激光直接制造等方面的應用前景，和參與國際市場的競爭，此二標準的影響將是深遠的。

超快激光切割支架，不論在能力或質量上均明顯優于光纖激光。超快激光切割金屬支架的質量優越，縮短實際的支架制造時間。而對于光纖激光無法切割的第三代可降解支架，超快激光則是最理想的解決方案。

上世紀90年代初隨著克爾透鏡鎖模（KLM）鈦寶石激光器的發明，飛秒激光技術得到了迅速發展，并被廣泛應用于強場物理、超快現象、微納加工、生物醫學、寬帶通信等領域。目前KLM鈦寶石激光振蕩器作為最成熟的飛秒激光光源，可以直接產生接近單個光學周期（~2.7fs）的極短脈沖，但由于其中心波長在近紅外區域，調諧范圍有限，因此限制了在更寬波段范圍內可開展的超快光譜研究應用。

中國為了研發半導體可調激光器也開展了大量的研究與發展工作。2016年初，國家重點專項“戰略性先進電子材料”中還特別撥款支持可調激光器芯片的研發。盡管如此，我國在這一高端光電子芯片與器件領域一直處于空白狀態。

近年來，高功率摻鐿光纖激光器以其高功率、高可靠性、高光束質量等優勢廣泛應用在工業、醫療、科研、軍事等領域。然而隨著輸出功率的逐步提高，非線性效應及熱損傷越來越成為制約光纖激光器發展的重要因素。他們使光纖激光器的光束質量降低，輸出功率難以進一步提高，阻礙了光纖激光器的進一步發展。因此，研究大模場，高摻雜，高光束質量的光纖是目前光纖激光器發展急需解決的問題。

深紫外全固態激光源指輸出波長在200nm以下的固體激光器，與同步輻射和氣體放電等非相干光源相比，具有光子能量高、光譜分辨率高、光子流強且密度大、可低重頻至高重頻及納秒、皮秒和飛秒多種運轉模式等特色。長期以來，深紫外波段一直缺乏這種實用化、精密化激光源，制約了深紫外波段科學儀器和前沿研究的發展。