空氣激光，以空氣中的氣體組分為增益介質(zhì)，利用強場超快激光誘導，與空氣非線性作用，實現(xiàn)無腔、遠場激光發(fā)射。空氣激光具有高亮度、窄線寬、高準直等優(yōu)點。
激光依靠增益介質(zhì)、光學器件產(chǎn)生，在民用、軍用領(lǐng)域擁有巨大發(fā)展空間。激光器增益介質(zhì)主要包括氣體、液體、固體等形態(tài)，需要密封、固定在激光器內(nèi)，存在材料成本、工藝技術(shù)要求、環(huán)保等問題，也無法在空中任意位置移動，因此激光技術(shù)還在不斷發(fā)展。
2011年，中國科學院上海光機所與其他科研院所合作，在研究中紅外可調(diào)諧飛秒激光過程中，發(fā)現(xiàn)空氣激光，之后在全球范圍內(nèi)掀起了研究熱潮。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2030年中國空氣激光行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預測報告》顯示，空氣激光以空氣為增益介質(zhì)，具有環(huán)境友好特點。空氣激光可以應(yīng)用在大氣遙感領(lǐng)域，利用超快激光遠程激發(fā)空氣，使大氣分子產(chǎn)生相干激射，無需諧振腔，可以在任意時間、空中任意位置產(chǎn)生高亮度激光，進而應(yīng)用在氣象監(jiān)測、環(huán)境保護、傳染病預防等領(lǐng)域。
空氣中含量最多的氣體是氮氣（N2），氮氣分子離子空氣激光最先被發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生激光的過程涉及到分子電離、能態(tài)耦合等，其他例如氧原子、氬原子等空氣組分也可進行空氣激光研究。目前，空氣激光的物理機理尚未完全明確，因此相關(guān)技術(shù)研究還在不斷深入。除我國以外，其他空氣激光技術(shù)研究國家還有美國、法國、德國、俄羅斯、瑞士、奧地利、日本等。
在我國，空氣激光相關(guān)研究成果主要有，2020年，華東師范大學精密光譜科學與技術(shù)國家重點實驗室團隊在超高量級空氣激光方面取得技術(shù)突破，借助近紅外波段光場構(gòu)成的偏振門場，結(jié)合了紅外1600nm激光，獲得了6個量級的激光強度的提高，研究成果發(fā)表于《理論物理通訊》；2022年，中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室團隊提出了一種空氣激光輔助的相干拉曼散射技術(shù)，利用該技術(shù)進行大氣中溫室氣體CO2和SF6的測量，實現(xiàn)了大氣中濃度低至0.03%的溫室氣體檢測，相關(guān)成果發(fā)表于《超快科學》。
新思界
行業(yè)分析人士表示，2024年8月，我國工信部發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“新型顯示與戰(zhàn)略性電子材料”重點專項2024年度項目申報指南，將雙波長背向空氣激光技術(shù)列入。我國政府對空氣激光技術(shù)發(fā)展極為重視，有利于進一步推動相關(guān)技術(shù)進步。
