半导体光电器件的工作波长是和制作器件所用的半导体材料的种类相关的。半导体材料中存在着导带和价带，导带上面可以让电子自由运动，而价带下面可以让空穴自由运动，导带和价带之间隔着一条禁带，当电子吸收了光的能量从价带跳跃到导带中去时，就把光的能量变成了电，而带有电能的电子从导带跳回价带，又可以把电的能量变成光，这时材料禁带的宽度就决定了光电器件的工作波长。 材料科学的发展使我们能采用能带工程对半导体材料的能带进行各种精巧的裁剪，使之能满足我们的各种需要并为我们做更多的事情，也能使半导体光电器件的工作波长突破材料禁带宽度的限制扩展到更宽的范围。
光纤激光器是指以掺稀土玻璃光纤为增益介质的激光器，光纤激光器可以在光纤放大器的基础上发展起来：在泵浦光的作用下，很容易在光纤中形成高功率密度，引起激光工作材料的激光能级“粒子数倒置”，当适当增加正反馈回路（构成谐振腔）时，可形成激光振荡输出，然而，这些方法都需要经过精密的腔体设计以及复杂的制备工艺，此外，利用这些方法实现的单模输出不具备可逆性，而实现动态、可持续单模激光输出仍缺乏有效的研究方案。
激光器是产生激光的装置，一般由三个部分组成：工作物质这是激光器的核心，只有能实现能级跃迁的物质才能作为激光器的工作物质，目前，激光工作物质已有数千种，激光波长已由x光远至红外光，例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；除此之外,全固体绿光激光器还在光存储、信息处理、激光光谱与全息、相干通讯、激光娱乐、激光雷达、干涉测量、光学数据存储、军事工业等领域也有着广泛的应用。
