以準分子為工作物質的一類氣體激光器件。常用相對論電子束或橫向快速脈沖放電來實現激勵。當受激態準分子的不穩定分子鍵斷裂而離解成基態原子時，受激態的能量以激光輻射的形式放出。
準分子激光器激光用于半導體處理，特別是半導體表面退火，是一種有希望的應用，潛在的市場是很大的。激光處理比常規熱處理的優點是能夠紡織退火期間參雜劑的再分布，同事保持適當的再結晶和參雜劑活化。準分子激光能對樣品均勻照射，而且準分子激光的光譜相當的寬，因而相干長度相當短，使得樣品中的干涉效應減到zui小，而在以往的激光退火中，這時難以解決的問題。準分子激光的紫外波長很適于退火樣品的薄層穿透，準分子激光還可以聚焦成微米級尺寸進行材料處理。
利用準分子激光的良好聚焦作用，通過激光引發光化反應，使表面出現微米量級的沉淀或蝕刻。例如，用波長為193毫微米的氟化氬準分子激光在樣品表面光解三氯化硼，已經實現了單晶硅和多晶硅的摻雜。此外，用脈寬為7豪微秒的準分子激光瞬間熔化表面，可使摻雜劑擴散到幾千埃的深度并使摻雜劑*活化。采用這種技術制造的太陽能電池，轉換效率約為13-14%。
準分子激光器在醫學領域使用：
在醫學領域中使用的激光器種類非常多,常用于眼科治療的主要有紅寶石激光、氬離子激光、氪離子、染料激光、摻釹釔鋁石榴石激光和氟化氬準分子激光等固體、氣體和液體的激光器，用連續的、脈沖的和調Q的方式，治療眼底部色素膜和屈光間質等部位的數十種有關眼部疾病。
眼科使用的準分子激光, 是以氬氣和氟氣為工作氣體產生的激光。所謂準分子激光，是指受激二聚體所產生的激光，波長范圍為157～353nm，所屬紫外激光波段。用于臨床的氟化氬混合物產生的波長為193nm的超紫外冷激光。
波長為193nm的ArF準分子激光，進行屈光手術的機理就是光化學效應。準分子激光單個光子的能量大約是6.4eV，而角膜組織中肽鍵與碳分子鍵的結合能量僅為3.6eV。當其高能量的光子照射到角膜，直接將組織內的分子鍵打斷，導致角膜組織碎裂而達到消融切割組織的目的，并且由于準分子激光脈寬短，又是光化學效應切除。因此，對切除周圍組織的機械損傷和熱損傷小。
用這種刀施行光切術,其切割精度可達到μm級,其刀口損傷范圍僅達nm級,而且由于無熱效應而不會損傷鄰近組織。所以現已運用于角膜手術，如角膜屈光手術、角膜疤痕去除等。
