首先是对激光工作介质进行了普查。各种状态下近百种物质上千条谱线得到了研究。许多学科，例如：放电物理学、等离子体物理学、固体物理学、气体动力学、化学动力学等等和激光科学结合，纷纷取得成果，新的激光器陆续问世。下面略举几例：1.1961年钕激光器的出现引人注目。首先由贝尔实验室的约翰森和纳桑做成的钕激光器是以钨酸钙作为基质，发出1.06微米的红外线。钕属于四能级系统，是一种很有效的固体激光材料，可以在室温下发出连续激光。同年11月，斯尼泽发展钕玻璃激光器，可得大功率脉冲，后来在激光核聚变得到应用；1964年4月贝尔实验室的范尤特制成掺钕钇铝石榴石激光器。这种固体激光器阈值低，增益大，后来在科学技术上取得了广泛应用。
2.与此同时，气体激光器也有长足的发展。特性普查的结果，使氩、氪、氙等惰性气体和某些金属蒸气激光器陆续出现。贝尔实验室在1963年推出汞离子激光器；同年，来自印度的佩特尔研制成功大功率的二氧化碳激光器。贝尔实验室在激光器的发展和应用上独占鳌头。
3.20世纪五十年代半导体物理学的研究在全世界范围里形成热潮，自然会有人想到用半导体产生微波激射和激光的可能性。例如纽曼在1953年就写下了用半导体产生受激辐射使光放大的想法。不过，直到1959年他去世时才公布于众。1957年4月有两位日本研究人员为“半导体脉塞”向日本政府提出专利申请，1960年获得批准。苏联的巴索夫小组则对半导体作为激射器，从机理上进行了透彻的理论研究，提出了许多新建议。1961年，他们建议应用高度掺杂简并半导体的p-n结，这一方法后来证明是成功的。法国的伯纳德等人对半导体中的受激辐射过程也作了详尽分析。
与此同时，实验也在积极进行。1962年苏联有一小组报导在77K温度及大电流密度下观察到GaAs二极管的谱线变窄。美国麻省理工学院的开斯与林肯实验室的奎斯特1962年6月报告说GaAs二极管的量子效率达85％。同年7月，在国际固体器件研究会议上展开了热烈的交流和讨论，促使半导体激光器的竞赛白热化。9月，美国的通用电气公司（GE）的RDL实验室宣布做成二极管激光器。不出数日，IBM公司的纳什小组也做成功。10月，又有两个单位也做出样品。他们四家的半导体激光器非常相似，都需要脉冲大电流和液氮低温条件（77K），离实用还有相当距离。到1970年，又是贝尔实验室首先做出了异质结半导体激光器，可以在室温下工作。
4.化学激光器和染料激光器。1960年梅曼的第一支激光器诞生后，即有人建议从化学反应获得能量，以产生激光。许多人在这方面进行研究。1965年美国加州贝克利分校的卡斯帕等人演示了第一支化学激光器——HCl激光器，辐射出3.7微米的红外激光。
人们对连续可调的激光器有特别兴趣，因为这种激光器有广泛用途，于是染料激光器应运而生。在1961年就有人建议用有机染料作为工作介质，但由于通用电气公司试验失败，使许多人没有信心。直到1966年索洛金和他的小组才获得成功。
当时，索洛金是用有机染料作为红宝石激光器的Q开关，由此他对染料的光谱特性发生了兴趣。他首先观察到，当红宝石激光器的脉冲光照到溶于酒精的氯化铝酞花青染料时，染料发生了强烈的脉冲辐射，当他们把镜面布置在染料的两侧，想用照相底片记录红外辐射时，染料中红外辐射是如此的强烈，以至于竟把底片上乳胶烧了一个洞。不久西德普朗克研究所的科学家也独立地观察到这一现象。
1967年可见光的染料激光器问世，随即出现了可调式染料激光器。首先作出可调式染料激光器的是休斯实验室的索佛尔和麦克发兰。他们把两面反射镜中的一面换成可以转向的衍射光栅。他们证明染料的自然宽带辐射可以变窄，并在很宽的光谱内调谐。后来又几经改进，染料激光器终于从脉冲型转变为连续型，从而在实验研究，特别是高精度的光谱实验方面得到了广泛应用。
此外，尚有自由电子激光器、准分子激光器、离子激光器等等。这些激光器各有特点，它们象雨后春笋一般地涌现出来，以适应科学技术各方面发展的需要。
（二）神奇的纳米
继互联网之后，“纳米”又成为一个热点话题，有科学家预言，纳米技术对人类的影响可能会比微电子技术和信息技术更为深远。它为何有这么大的魅力？人们对它的了解又有多少？
什么是纳米
“纳米”对于大多数人来说熟悉又陌生，那么纳米到底是什么？
“纳米”是英文namomer的译名，是一种长度量单位，1纳米为百万分之一毫米，即1毫微米，也就是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。
我们把度量单位按从大到小的排列如下：
米——厘米——毫米——微米——纳米
我们用肉眼看不见几纳米物质的长度，但它确实存在着。就像我们站在喜玛拉雅山顶上看山脚下的一只蚂蚁一样，我们无法看见它，但它却真实地存在。更形象地讲，一纳米的物体放到足球上，就好像一个足球放在地球上一样。
既然1纳米有45个原子串起来那么长，那么利用纳米技术，随意搬动原子便成为可能。
纳米技术是什么
纳米科学是研究在千万分之一米到十亿分之一米范围内，原子、分子等的运动和变化的学问。在这千分之一微米的微小世界里，人们将对这个世界里的变化洞若观火，从而制定出新的游戏规则，以改变这个微小世界。
至于什么是纳米技术，对于不同的研究领域和研究人员的看法大相径庭。从迄今为止的研究状况来看，大体上分为三种概念。
第一种概念就是德雷克斯勒博士1986年在《创造的机器》一书中提出的“分子纳米技术”的概念。即在0．1—100纳米尺度上对物质（存在的种类、数量和结构形态）进行精确地观测、识别与控制的研究与应用的高新技术。它的最终目标是直接以分子、原子在纳米尺度上制造具有该特定功能的产品，实现生产方式的飞跃。也就是说随意地组装原子、分子，以创造出另一种物质。
用一种更为形象的比喻来说明德雷克斯勒博士的“分子纳米技术”概念就是：如果我们面前有两块木板，我们只能把它们搭成简单的几种形状。而如果把这两块木板分割成几十块小木块，那么我们就可像搭积木一样，根据想像搭成各种形状。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”，人工形成纳米大小的结构的技术。各种纳米级的加工技术将打破现有技术的发展极限，例如将使半导体微型化达到极限。而现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，会使构成电路的绝缘膜的厚度变得极薄，这将破坏绝缘效果。此外还有发热和晃动等问题。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。生物在细胞和生物膜内本来就存在纳米级的结构。事实上，每个细胞都是活生生的纳米机器的例子，它们不仅可以将食物转变成能量，还能根据其DNA上的信息制造并输出蛋白质和酶。通过将不同物种的DNA重新组合；基因工程师已经学会了如何制造新的纳米装置。
但是，由于细胞各自具有固有的功能，使用生物技术很受限制。然而这种限制并没有打断人类“梦想”的翅膀，设想中的一种纳米机器可以把天然碳的分子逐个排列，制成完美无瑕的钻石，另一种机器可将二恶英的分子逐个分解成基本组件；一种可以在人体血液中运动的装置，它能发现并分解血管壁上沉积的胆固醇；还有一种装置可将剪下的草屑改造成面包……这就意味着人类可以从零开始制造几乎任何东西——因为化学和生物学说到底就是分子的改变和重排，而制造只不过是聚集大量分子并使它们组成有用物品的过程。
谁掀起原子的神秘“盖头”
纳米技术将彻底改变我们的生活，追根溯源，有赖于原子被发现。那么是谁最早把宇宙识破，并把它打成“最小的碎片”呢。
在远古时代，人们无法解释神秘莫测的宇宙以及一切生命的构成，于是便产生了各种各样的神话和寓言，认为宇宙与生命的形成正如他们所想像的那样。但也有人更加理性地思考：世间万物到底是怎样形成的？
大约在2000多年前，古希腊哲学家德谟克利特认为宇宙不是一个无法分割的整体，而是由独立的，不能再分的、肉眼不能看见的粒子组成的。他所谓的粒子，就是现在所说的原子。在中国，也有类似的看法。如《墨经》所说的“端”也就是原子，他们认为“端，体之无序而最前也。”在印度，原子论和不可再分的实体论也在公元后不久盛行一时。在古罗马，诗人卢克莱修详述了原子论的哲学。然而他们的思想因过于“新潮”，遭到了同时代人的冷落与嘲笑。
直到17世纪中期，一个叫皮埃尔·伽桑狄的法国神父受卢克莱修的影响，成为第一个真正提出物质是由“粒子”组成的人。伽桑狄不仅提出了原子论，而且还极力地宣传它，使得它的观点在哲学界、科学界受到广泛的关注。大约在17世纪中叶，一位年轻的英国科学家——波义耳把原子论从纯理论运用到实验室，从而为物质原子论拉开了现实依据的序幕。在伽桑狄去世后6年，波义耳发表了相关的论文。在论文中，他认为任何物质都可以分解成更简单的物质。此后，许多数学家、科学家、哲学家都对物质原子论进行深入的研究。并取得了令人震惊的突破。数学家笛卡尔发表了《方法论》。原子理论与笛卡尔的原子方法的结合，成为工业现实观的重要组成部分。
寂寞的演说
既然人类文明的脚步可以向宏观世界无休止地进发，为什么不能无休止地向微观世界探索呢。天才总习惯于这样的逆向思维，诺贝尔奖获得者、被认为继爱因斯坦之后最为睿智的理论物理学家理查德·费曼就是其中一位。1959年，他在加州理工学院发表了一个题为《底部有很大空间》的演讲。在演讲中，这位当时在加州理工大学任教的教授向听众们提出了一个令人震惊的想法：“为什么我们不可以从另外一个方向出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？”他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”在演讲中他提到也许有一天人们会造出仅由几千个原子组成的微型机器。他的演说正是纳米技术的最早萌芽。
如果真如理查德·费曼所说的那样，未来的世界将是多么奇妙。但他的想法相对他所处的时代过于超前，并没有引起广泛的注意。当时谁也没想到，几十年后，他的演讲重又浮出水面，它对人们的震撼是那样的真实，对人类的影响是那样的不可估量。
“科学巫师”的预言
现年42岁的德雷克斯勒被人们称为“科学巫师”，他在上世纪70年代中期还是麻省理工学院的一名大学生。那时的生物学家们还在研究如何控制构成DNA链的分子。年轻的德雷克斯勒就产生了“为什么不能用原子建造微型机器”的想法。
这种想法让德雷克斯勒着迷，他开始将这种想法付诸现实研究，在研究中他才知道几乎在20年前理查德-费曼就已经提出了类似看法。到1977年毕业时，德雷克斯勒已经大大推进了这项研究。他运用了更为通俗和形象的描述，他说：“我们为什么不制造出成群的、肉眼看不见的微型机器人。让它们在地毯上爬行，把灰尘分解成原子，再将这些原子组装成餐巾、肥皂和电视机呢？这些微型机器人不仅是一些只懂得搬原子的建筑‘工人’，并且还具有绝妙的自我复制和自我维修能力，由于它们同时工作，因此速度很快而且廉价得令人难以置信。”