1、激光钕玻璃
激光钕玻璃是高功率激光装置的核心元件，其作用是实现激光能量放大，使得高功率激光装置最终实现兆焦耳（106焦耳）的激光输出。惯性约束聚变（Inertial Confinement Fusion，简称ICF）使用大型钕玻璃高功率激光驱动器。美国国家点火装置（National Ignition Facility，简称NIF）和法国兆焦耳激光装置（Laser Megajoule，简称LMJ）是ICF激光驱动器的典型代表，共使用了约8000片大尺寸高性能激光钕玻璃，均采用连续熔炼工艺技术制造。因ICF激光驱动器应用背景涉及国家安全，国外长期以来对我国实施高功率激光钕玻璃的禁运。我国也计划建设与美国NIF和法国LMJ规模相当的大型激光聚变装置，对大尺寸高性能激光钕玻璃的批量制造工艺技术提出了迫切需求。
单元技术实验室自1964年建所以来一直从事激光钕玻璃的研制，先后开展了硅酸盐激光钕玻璃（N系列、NSG2）、氟磷激光钕玻璃（NF）、磷酸盐激光钕玻璃（N21、N31、N41、N51）的研发工作，是目前国内唯一具备大尺寸高性能激光钕玻璃批量研制能力的单位，为我国神光系列ICF激光装置提供了全部高功率激光钕玻璃。实验室根据国家的需求，历经10年研发，成功实现了大尺寸高性能激光钕玻璃的连续熔炼工艺技术。该技术是激光钕玻璃批量生产的关键工艺技术，也使得我国成为继美国之后第二个掌握该高端技术的国家，为今后我国聚变激光装置的5000片钕玻璃研制提供了重要技术储备。该技术2016年荣获了“上海市技术发明特等奖”和2017年“国家技术发明二等奖”。
此外，为满足2025先进制造的国家战略需求，单元技术实验室研制了以NAP2为代表的应用于激光精密加工的高平均功率激光钕玻璃。该系列产品的性能指标与国外同类产品相当，并在逐步走向应用。“十三五”期间，上海光机所结合激光加工技术的研究开发部署，开拓NAP系列高平均功率激光钕玻璃在激光精密加工和先进制造方面的应用。
2、掺铒激光玻璃
波长处在1.1-1.7μｍ 内的短波红外激光具有大气透过率高、穿透雾霾、雨雪、烟雾、沙尘等的能力强，对传统微光夜视设备隐身，对人眼安全，对其峰值波长响应度高的铟镓砷（InGaAs）探测器技术成熟度高等显著特点，在光电侦察与反侦察中的应用也越来越广泛。而体积小、质量轻、功耗低的LD泵浦微型铒玻璃激光器已成为短波红外激光技术发展的主流方向之一。
掺铒激光玻璃元器件作为激光器技术中的核心元器件材料，得到国内外广泛的研究。自上世纪九十年代开始，上海光机所持续展开了掺铒激光玻璃的研究，先后开发出满足氙灯泵浦的Cr14玻璃，满足LD泵浦的EAT14和满足光波导应用的WM4等系列玻璃，并在国内外客户得到广泛的应用，已成为与美国Kigre和德国Schott并列的三大该产品供应商。
3、其它稀土掺杂激光玻璃
不同波长的激光在激光加工、激光测距、激光雷达等领域有不同的应用。稀土离子具有丰富的能级结构，其发光峰可覆盖紫外、可见、红外等多个波段。上海光机所单元技术实验室除掺钕激光玻璃和掺铒激光玻璃，已在Yb掺杂氟磷酸盐以及磷酸盐玻璃中获得了1μm激光输出，在掺Tm及掺Ho的硅酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、碲酸盐玻璃中获得了2μm波段的激光输出。此外，实验室可根据需求定制不同波长输出的激光玻璃，以满足不同客户的特殊需求。
