吸收光譜

激光用于吸收光譜，可取代普通光源，省去單色器或分光裝置。激光的強度高，足以抑制檢測器的噪聲干擾，激光的準直性有利于采用往復(fù)式光路設(shè)計，以增加光束通過樣品池的次數(shù)。所有這些特點均可提高光譜儀的檢測靈敏度。除去通過測量光束經(jīng)過樣品池后的衰減率的方法對樣品中待測成分進行分析外，由于激光與基質(zhì)作用后產(chǎn)生的熱效應(yīng)或電離效應(yīng)也較易檢測到，以此為基礎(chǔ)發(fā)展而成的光聲光譜分析技術(shù)和激光誘導(dǎo)熒光光譜分析技術(shù)已獲得應(yīng)用。利用激光誘導(dǎo)熒光、光致電離和分子束光譜技術(shù)的配合，已能有選擇地檢測出單個原子的存在。

熒光光譜

高強度激光能夠使吸收物種中相當數(shù)量的分子提升到激發(fā)量子態(tài)。因此極大地提高了熒光光譜的靈敏度。以激光為光源的熒光光譜適用于超低濃度樣品的檢測，例如用氮分子激光泵浦的可調(diào)染料激光器對熒光素鈉的單脈沖檢測限已達到10-10摩爾／升，比用普通光源得到的最高靈敏度提高了一個數(shù)量級。

拉曼光譜

激光使拉曼光譜獲得了新生，因為激光的高強度極大地提高了包含雙光子過程的拉曼光譜的靈敏度 、分辨率和實用性。為了進一步提高拉曼散射的強度，最近又研究出兩種新技術(shù)，即共振拉曼光譜法和相關(guān)反斯托克斯拉曼光譜法（CARS），使靈敏度得到更大的提高，但尚未成為常規(guī)的分析方法。

高分辨激光光譜

激光對高分辨光譜的發(fā)展起很大作用，是研究原子、分子和離子結(jié)構(gòu)的有力工具，可用來研究譜線的精細和超精細分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加寬、碰撞位移等效應(yīng)。

時間分辨激光光譜

能輸出脈沖持續(xù)時間短至納秒或皮秒的高強度脈沖激光器，是研究光與物質(zhì)相互作用時瞬態(tài)過程的有力工具，例如，測定激發(fā)態(tài)壽命以及研究氣 、液、固相中原子、分子和離子的弛豫過程。