高功率激光单元技术实验室创建于1964年，主要开展先进固体激光器核心材料与器件的研究，包括稀土掺杂激光玻璃、有源与无源特种光纤、脉冲氙灯与LED光源等。有一支由中国科学院院士和十余位研究员为核心组成的130余人研发团队。该实验室是首批进入中国科学院“知识创新”工程的研究机构，也是中国目前唯一能够批量制造大尺寸高质量激光玻璃的专业研究和生产机构。实验室研究方向包括： 

　　1. 氙灯 

　　强激光泵浦光源研究；电光源检测技术研究；光机电集成器件研究。

　　2. 激光玻璃 

　　　　稀土离子在玻璃中的局域结构及发光物理过程；激光玻璃制造技术相关应用基础研究；激光玻璃性能提升及应用拓展。 

　　3. 其它玻璃 

　　　　玻璃态物质的分子结构以及对玻璃物理化学特性的影响；核废料固化玻璃以及熔炼关键技术研究；光致热折变玻璃开发与制造技术研究； 大口径旋光玻璃及其制造技术研究；其它特殊用途玻璃的设计及其相应熔制技术。 

　　4. 高功率有源光纤 

　　　　稀土掺杂玻璃的光学与光谱性能研究；稀土掺杂有源包层光纤的制备及性能研究；稀土掺杂大模场光子晶体光纤的制备及放大性能研究。 

　　5. 无源光纤与超连续谱激光器