據悉，第一臺激光器只能輸出波長為6943埃的激光。實際應用當然希望能有許多種輸出各種波長的激光器供選擇使用，甚至希望激光器象收音機一樣，可以調諧。在1958-1959年許多人提出激光器設計方案時，就已經設想了幾種工作物質。激光器問世以后，很快就形成一個普查激光工作物質的熱潮。六十年代前半期，就涌現出各種物態的上百種工作物質，上千條激光譜線。
二十多年來，研制出的激光器種類數以干計，通過選擇和淘汰，現在保留下來的性能良好、真正有用的器件有幾十種。到1962年底，固體激光工作物質的普查基本結束，其中最重要的是釹離子的發現。這種離子摻在晶體和玻璃中可構成很有效的工作物質。敏玻璃激光器1961年11月由斯尼澤研制成功，這是一種大功率脈沖器件，目前主要用于激光核聚變。1964年4月范尤特制成的紀鋁石榴石激光器，應用很廣，是唯一能在室溫下連續運行的固體器件，輸出功率也較大。
兩者的輸出波長都是1.06微米。繼1960年底遠紅外波段的氫氛激光器之后，1962年6月研制出產生6328埃的氦氛激光器，它的單色性、方向性和穩定性都很好，而且輸出的是可見光，引起人們的很大興趣。約從1962年起，氣體工作物質的普查工作活躍起來。惰性氣體氬、氪、氙以及許多金屬蒸汽激光器相繼問世。采用1963年秋貝爾實驗室研制成汞離子激光器所提出的新的放電方式，氬離子激光器于1964年問世，由于它能連續高功率輸出在水中有良好穿透性能的綠光，特別受到重視。
此外，1964年夏，佩特耳研制成功的在10.6微米處工作的二氧化碳激光器，由于輸出大能量和大功率而獲得極迅速的發展。半導體作為激光工作物質的可能性問題重受到關注，1962年9月美國的霍爾首先報道在0.9微米波長處工作的神化像半導體激光器研制成功，但由于其方向性和單色性較差，壽命短，而且工作條件苛刻，未能獲得實際應用。直到1970年貝爾實驗室的林嚴雄等人研制成功異質結砷化綜激光器，才使半導體激光器發展到一個新階段。
這種激光器連續工作，輸出波長為0.85微米，正好對應于當時制成的低損耗光導纖維的最小損耗波長。從此，半導體激光器作為激光通信的光源，不斷得到改進，現在壽命已超過千萬小時。六十年代前期的激光器都只能輸出分立譜線的激光。激光的可調諧性是在1966年索洛金等人研制成功兩種液體染料激光器后獲得的。激光輸出的可調諧性對光譜學、非線性光學、光通信，同位素分離等許多科學技術領域有重要意義，因此多種可調請激光器發展了起來。半導體激光器也具有可調諧的性質。
1970年巴索夫研制成功第一臺準分子激光器，這種集“脈沖功率技術”、“原子—分子光譜技術”和“激光技術”之大成而出現的準分子激光器，輸出的波長可在繁外和真空紫外波段調諧，準分子激光器現已發展到很高水平，它們可以高重復率工作，而且一個脈沖能輸出102焦耳以上的能量。為了得到新的激光譜線，科學家們除繼續探索新的激光工作物質外，還利用了倍頻、和頻、差頻、參量振蕩等非線性光學方法，大大擴展了激光覆蓋的電磁波譜區域。到1982年，激光輸出的最短和最長的波長已分別達到335埃和2650毫米。
現在，已有的激光器已基本上能滿足科學技術對激光譜線的需要，不過，也仍然期待著新的激光系統提供具有特殊性能的相干光。例如，現在還沒有能夠在可見光區域產生較大功率的激光器，基礎科學的研究也還需要波長更短的激光器。因此，激光工作者們還在努力研制新的激光器，向長和短兩個方向開拓。激光極高的亮度，使軍事部門注意到實現“死光武器”的可能性。主要在軍方的資助下，大能量激光器件獲得迅速發展。最初人們著眼于固體器件，這是由于慮到輸出能量大，勢必需要原子密度大。
不過，固體激光器受工作物質制備尺寸的限制，而且摻雜均勻性和光學優質也因大尺寸而遇到困難，同時，熱損壞和排熱的困難也難以解決。雖然玻璃激光器要好些，但也不能根本解決問題，而且效率很低。出乎人們的意料，1964年佩特耳研制出高效率的二氧化碳激光器有較大的能量輸出。1966年二氧化碳激光器輸出功率達1000瓦；1969年將縱向流動的二氧化碳改為橫向流動，功率提高到每米2000瓦以上；1968年出現的氣動二氧化碳激光器，連續輸出功率高達60千瓦。
但氣體器件，繼續提高大能量輸出也由于排熱困難而受到限制。化學激光器 的研制是發展大能量激光器的另一有效途徑，1964年卡斯被和皮門托耳用閃光光解法得到了在1.30微米處工作的第一臺化學激光器。但直到1969年由于三項研究——Tal'roze等人關于放電引發化學反應的化學激光器的研究，斯潘塞等人關于超聲混合連續波化學激光器和庫爾等人關于“純化學”轉移的化學激光器的研究之后，化學激光器開始得到深入的發展。化學激光器由于它的效率高，而且有可能不依靠電網供電而避開了能源的限制，所以在大能量器件上，比固體、氣體器件更加吸引人。
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