激光二極管泵浦激光器是近年來國際上發(fā)展最快,應(yīng)用較廣的新型激光器。他的發(fā)展與半導(dǎo)體激光器發(fā)展密不可分。1960年第一臺紅寶石激光器的問世。1962年第一只同質(zhì)結(jié)砷化鎵半導(dǎo)體激光器問世。1963年，紐曼首次提出了用半導(dǎo)體作為固體激光器的泵浦源的構(gòu)想。隨著LD輸出功率不斷增強(qiáng)，1968年Ross第一次實(shí)現(xiàn)了采用GaAs激光二極管泵浦Nd:YAG激光器。1973年首次報(bào)導(dǎo)了脈沖工作的LD端面泵浦Nd:YAG激光器，并指出端面泵浦的諸多優(yōu)點(diǎn)。Chesler和Singh給出端面泵浦激光器在多橫模和單橫模工作狀態(tài)下的理論模型，并在假定均勻泵浦的前提下求得的理論泵浦閾值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合。1976年，實(shí)現(xiàn)了用超發(fā)光二極管端面泵浦的Nd:YAG激光器在室溫下連續(xù)運(yùn)行。20世紀(jì)80年代以來，半導(dǎo)體激光器及其陣列的研究工作取得重大突破，極大的推動了固體激光器件、技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，并帶動了固體激光器的全面復(fù)興。隨著量子阱結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)和金屬有機(jī)物化學(xué)汽相淀積(MOCVD)、分子束外延(MBE)等晶體生長技術(shù)的逐漸成熟，使LD的閾值電流明顯降低，轉(zhuǎn)換效率和輸出功率和有了較大幅度的提高，單條半導(dǎo)體激光器列陣輸出功率達(dá)1W到2W。單個(gè)LD連續(xù)輸出功率達(dá)到100mw到200mw.90年代，激光二極管的生產(chǎn)技術(shù)和制作工藝逐漸成熟，使用壽命、可靠性都有很大的提高，其中DPL的發(fā)展及應(yīng)用研究的新進(jìn)展尤為突出。1992年美國勞侖茲-里弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室成功研制的千瓦級高功率二極管泵浦激光器。1994年美國能源部宣布批準(zhǔn)實(shí)施了"國家點(diǎn)火設(shè)施"計(jì)劃。2001年Akiyama等人利用三向側(cè)面泵浦Nd:YAG激光器獲得5.4kW的激光輸出，電-光轉(zhuǎn)換效率達(dá)22%。2002年美國TRW公司研制出了5.4kW輸出的激光二極管泵浦Nd:YAG激光器。2006年美國諾格公司成功實(shí)現(xiàn)了19kW激光輸出?？傊珼PL在固體激光器中最有活力和發(fā)展前途。
由于二極管泵浦激光器具有可獲得高功率、高光束質(zhì)量輸出、熱效應(yīng)小、效率高和器件結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，成為信息技術(shù)的關(guān)鍵器件。其應(yīng)用范圍之廣、波長覆蓋范圍之寬、發(fā)展速度之快都是其他類型的激光器所不能比擬的。
目前，二極管泵浦固體激光器應(yīng)用的領(lǐng)域非常的廣泛，如軍事、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等眾多領(lǐng)域。
在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用：隨著激光器輸出功率的不斷提高，光束質(zhì)量的逐步改善，DPL在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。隨著關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，高能激光器武器成為一種具有直接殺傷力的新型武器。2002年美國成功將0.5kW全固態(tài)激光器裝載在機(jī)動戰(zhàn)車上，用于軍事掃雷，名為宙斯的掃雷戰(zhàn)車憑借其體積小、安全性、高可快速移動性、掃雷速度快受到美國軍方的好評。高功率激光武器具有精度高、速度快、低污染、機(jī)動靈活等優(yōu)點(diǎn)，在光電對抗、激光軟硬殺傷、激光致盲等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。美國軍方在軍事發(fā)展規(guī)劃中制定了對各平臺高能激光武器的發(fā)展戰(zhàn)略，包括地基、天基高能激光武器發(fā)展規(guī)劃、艦載高能激光武器發(fā)展規(guī)劃和機(jī)載高能激光武器發(fā)展規(guī)劃。美國空軍的機(jī)載激光技術(shù)和陸軍機(jī)動戰(zhàn)術(shù)高能激光計(jì)劃都看好二極管泵浦激光器，并先以20kW為階段目標(biāo)，再實(shí)現(xiàn)100kW的目標(biāo)。
在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用：激光在皮膚美容、口腔科、耳鼻喉科、外科、眼科、神經(jīng)外科、心血管科等得到了廣泛的應(yīng)用。激光治療儀器的優(yōu)點(diǎn)是：精確、可控，處理過的創(chuàng)面創(chuàng)傷小、出血少、非接觸無感染，并且對切口周圍組織的損傷程度極小。醫(yī)用激光器主要要求穩(wěn)定和使用壽命較長。通過倍頻和混頻，LD或者閃光燈泵浦的Nd：YAG激光器可以實(shí)現(xiàn)多波長轉(zhuǎn)換，通過光纖傳輸進(jìn)行外科手術(shù)。但是由于固體激光介質(zhì)的熱致畸變和閃光燈的老化將導(dǎo)致光強(qiáng)具有較大起伏，使得它的光束質(zhì)量變差，而且需要使用龐大的供電和水冷系統(tǒng)，這些都限制了它的使用范圍。由于生物組織的80％由水組成，LD泵浦摻Er、Tm、Ho，波長在2～3nm的中紅外固體激光能被生物組織強(qiáng)吸收，滲透深度比較淺，也不會發(fā)生炭化現(xiàn)象和引起分子鍵斷裂，是心血管手術(shù)和近視眼開刀的理想醫(yī)用激光器。未來醫(yī)療激光設(shè)備將向著更高能量、更易于操作、更穩(wěn)定、更精密等方向發(fā)展。
在工業(yè)加工領(lǐng)域的應(yīng)用：DPL在激光加工領(lǐng)域的應(yīng)用主要有激光焊接、切割、快速成型和表面處理等。許多發(fā)達(dá)國家的加工行業(yè)進(jìn)入了激光加工時(shí)代。如德國的激光加工裝備一直處在世界領(lǐng)先地位，尤其是在汽車配件和汽車制造行業(yè)中，廣泛采用激光加工技術(shù)。福特汽車公司在1973年就率先將激光焊接系統(tǒng)引入了其汽車組裝線并使用于焊接汽車車身底板。在日本整個(gè)加工制造業(yè)的10％以上都是激光加工，日產(chǎn)汽車?yán)眉す獾墓馐幚礓摪灞砻嫒缓筮M(jìn)行噴漆處理，不僅讓車體表面的光澤度提高了，而且油漆不容易脫落。美國福特汽車公司、意大利菲亞特汽車公司、通用汽車公司等都在切割焊接環(huán)節(jié)使用了激光器系統(tǒng)。目前二氧化碳激光器和燈泵固體激光器普遍在高功率激光加工中采用，由于價(jià)格因素的限制，高功率全固態(tài)激光器的應(yīng)用剛剛起步。國內(nèi)高功率激光應(yīng)用于工業(yè)加工起步晚，但發(fā)展很快，高功率全固態(tài)激光器用于工業(yè)加工將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，大幅度提升我國工業(yè)加工的國際競爭力。由于在軍艦、航母、潛艇等船舶的器制造過程中，需要對各種復(fù)雜形狀的厚鋼板進(jìn)行切割、焊接和表面處理等加工。近年來，歐美等發(fā)達(dá)國家將固體激光的加工技術(shù)引入了船體的分段制造、拼接總裝制造的過程中，并且廣泛采用了激光焊接的精密網(wǎng)狀合金鋼結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)船體并減輕重量的技術(shù)。采用激光加工技術(shù)能大幅度提高加工強(qiáng)度、制造精度和生產(chǎn)效率。隨著全固態(tài)激光器的功率的不斷提高、價(jià)格不斷下降以及新工藝、新材料的涌現(xiàn)，全固態(tài)激光器加工技術(shù)將會更多的被應(yīng)用到加工領(lǐng)域，逐漸替代傳統(tǒng)的燈泵激光器和氣體激光器。
