非金属材料激光加工技术的优势性CO2激光器为早期非金属激光切割工具提供动力。这些激光器使用充放电的管子通过放电产生激光，成为21世纪初晶圆厂的主力。然而，CO2激光器相对较大，效率低且易碎，并且需要定期维护和昂贵的消耗品。此外，镜子和吹扫束管的复杂系统易受污染，未对准和环境条件变化（例如温度和振动水平）的影响。尽管如此，CO2激光器仍然被用于切割厚金属，因为它们提供了良好的边缘质量。

20世纪90年代出现了灯泵浦Nd：YAG激光器。它们使用固态增益介质（掺有钕，稀土元素的结晶YAG棒），无需使用可消耗的气体。然而，Nd：YAG棒通过宽带弧光灯通电，该光学灯效率低且产生大量废热。 Nd：YAG激光器的近红外波长（~1μm）允许光束通过光纤（引导光线的细玻璃束）传递到工艺头，从而消除了光纤外部的自由空间光束传输。激光腔。

在20世纪90年代后期，半导体（二极管）激光器开始取代灯作为Nd：YAG激光器的泵浦源，完成了向全固态激光器的过渡。二极管泵浦固态（DPSS）激光器有效地将电能转换为光功率，从而提供比灯泵浦激光器更高的净效率，同时降低了对电力和冷却的需求。稀土掺杂光盘是作为固态增益介质的替代几何形状而开发的，能够比Nd：YAG棒更有效地进行热管理，并进一步扩展到更高的功率。尽管激光腔仍然由自由空间光学器件组成，但DPSS激光器与处理头的光纤传输兼容。

同样在20世纪90年代，稀土掺杂光纤成为光通信的新增益介质。光纤激光器具有独特的实用性和可靠性，因为它们不需要自由空间光学元件，如镜子。二极管泵浦源通过光纤传输到增益介质。腔由光纤构成，并且由于激光束在光纤内产生，因此自然支持光纤传输。纤维增益介质的大表面积与体积比能够实现有效冷却。