辐射平衡型激光器

高功率激光器的最容易产生激光增益介质所带来的热量，这样会产生很多不利的因素，包括热断裂和热透镜效应。通常解决的方法：尽量减少使用或有效地清除废热。这是由华盛顿特区的海军研究实验室 Steven R. Bowman发明的。

辐射平衡激光器（或无热激光器）的替换概念：通过消除热负荷来抵消热问题,这就可以使用光学制冷原理来实现。如果满足某些条件，荧光冷却就可以完全补偿激光发射中的热量。该光子能量的泵必须大于激光辐射（正常）的高，但也低于平均荧光光子能量（这很不同凡响）。

熵的考虑因素

熵的激光考虑平衡十分有趣。泵浦光到激光的转换与熵的减少有关，主要原因是光从许多模式中收集并集中在辐射场少数模式当中。在传统激光器中，与散热相关的熵不仅可以弥补这一点，而且在辐射平衡激光器中，后一种机制并不存在。但荧光所产生足够的熵，来避免违反热力学第二定律：要求总熵数量不能减少。

当今现状和前景

目前这项研究的现状：辐射平衡激光器的概念在理论上已经得到了一些详细的研究[1, 3]（使用热力学原理），已经研究了合适的材料（主要是掺镱增益介质）[2] ]，而且已经证明了具有减少（但还未完全补偿）内部加热的激光器 [4]，但还是没有完全证实辐射平衡的激光器。

辐射激光器现存问题

引入困难：

不幸的是，辐射平衡激光器的概念引入了有许多限制，这使得实用高功率辐射平衡激光器的实现变得十分困难。首先，因为增益介质必须要有合适的吸收和发射光谱，并且必须表现出低寄生加热（高量子效率，寄生吸收更少）。并且需要选择适合当地泵浦和激光波长，此外在各种的权衡利益下，传统激光器中这种形式是没有的。

激光器功率效率低：

因为这些权衡限制了可实现的收益和（更重要的是）激光器的功率效率：冷却机制需要大量荧光，这也带走大量功率，因此大多数考虑的配置中可实现的最大效率不会超过 30%，而一些传统的高功率激光器（例如薄盘激光器和光纤激光器）效率会更加高。所以增益介质的横向扩展（以及可实现的输出功率）受到了避免荧光过度再吸收（这会干扰冷却过程）要求的限制。

概念优点：

所以，尽管该概念的实际相关性相当有限，但该概念在理论上是十分有趣的，处理它可以提高对激光器热力学方面以及各种限制的理解。寻找合适的增益介质也为其他情况下的光学制冷带来很多的好处。