采用设计灵活和低成本费用相结合的方法将使激光增益介质更加符合工程设计成本／效益的要求。美国加州斯坦福大学的科研人员正在探索把这些优点用在功率放大固体激光器中，包括连续波和锁模激光器，以减少激光吸收损耗，并致力于研究一种具有高导热率和高效率及小量子缺泵浦谱带的晶体基质。


    该技术有许多应用，包括从重力波探测使用的稳定的高功率激光器到工业应用及军事目的的高平均功率激光器。为了实现高平均功率激光器，在陶瓷激光器设计灵活性方面已取得以下一些重大突破。

    .导热率和吸收长度（截面）

    在微芯片激光器研究中，为了减少晶体尺寸，必须使泵浦吸收达到最大。通常用Ｎｄ∶ＹＶＯ４材料制作微芯片激光器，因为这种材料比Ｎｄ∶ＹＡＧ材料有更大的吸收截面。在８０８ｎｍ波长处，这种材料比Ｎｄ∶ＹＡＧ的吸收截面大６倍。然而，Ｎｄ∶ＹＶＯ４的导热率很差，不到ＹＡＧ的一半。因此，当用这种材料制作较大功率的激光器时，这显然是一大瓶颈。目前，陶瓷烧结法使Ｎｄ∶ＹＡＧ的掺杂浓度大于６％原子浓度，因而使其吸收长度能与Ｎｄ∶ＹＶＯ４的相媲美；又由于陶瓷Ｎｄ∶ＹＡＧ的导热率明显高于Ｎｄ∶ＹＶＯ４，所以这种材料已成为优选对象。

    .低量子缺的新泵浦带

    增加Ｎｄ∶ＹＡＧ的掺杂浓度可使泵浦钕谱带成为可能，使以往这些没有足够高吸收系数的谱带有效地泵浦。在与波长８０８ｎｍ处传统泵浦相比，在波长８８５ｎｍ处泵浦Ｎｄ∶ＹＡＧ是比较有利的，因为能减少３０％的量子缺，能提高总效率和减少热负载。业已证实，在８８５ｎｍ波长处泵浦微芯片激光器具有５１％的斜坡效率；而相比之下，在８０８ｎｍ波长处泵浦的斜坡效率只有４７％。提高斜坡效率能帮助固体激光器输出更高的功率。