Nd,YAG激光器有时也简称为YAG激光器，是目前应用最广泛的一种激活离子与基质晶体组合的固体激光器。其工作物质掺钕钇铝石榴石晶体具有优良的物理性能、化学性能、激光性能和热学性能，可以制成连续和高重复频率器件。
在详述YAG激光器的特点及原理之前，先了解一个有关的名词－调Q（Q-switching).
调Q:通过改变光学谐振腔的Q值，把储存在激活媒质中的能量瞬时释放出来，以获得一定脉冲宽度（几到几十纳秒）的激光强辐射的方法。
主动调Q一般是用电光晶体。声光晶体的特性进行调制；被动调Q一般是YAG可饱和吸收来调制；主动调Q频率高，可通过改变电压等控制；被动调Q是用晶体本身的特性、相应速度慢，不好控制。
一般的脉冲激光器是在阈值附近振荡的。当反转粒子数密度到达阈值时放出激光，一开始，反转粒子数密度就降到阀值以下，停止振荡。之后，随着泵浦，反转粒子数密度又上升到阈值以上，又重复前面的过程，直到泵浦停止。所以一般的脉冲激光器射出尖峰状波形的激光。
调Q激光器是在反转粒子数密度远高于阈值的情况下振荡的。当Q开关关闭时，激光器的阈值很高，所以反转粒子数密度可以很大而不振荡。当泵浦结束时，反转粒子数密度到达足够大（此时激光未振荡），Q开关突然打开，激光器的阈值突然下降到很低。激光器开始在远高于阈值以上振荡，这样便形成光滑的巨脉冲。
Nd:YAG激光器的特点
（1)输出的激光波长为1.06μm,是CO₂激光波长10.6μm的1/10.波长较短对聚焦、光纤传输和金属表面吸收等有利，因此与金属的耦合效率高，加工性能良好（一台800W的YAG激光器的有效功率相当于一台3kW的CO₂激光器的有效功率）。
（2)YAG激光器可以在连续和脉冲两种状态下工作，脉冲输出加调Q和锁模技术可以得到短脉冲和超短脉冲，峰值功率很高，使其加工范围比CO₂激光器更大。
（3)YAG激光器能与光纤耦合，借助时间分割和功率分割多路系统可以方便地将－束激光传输给多个工位或远距离工位，使激光加工实现柔性化。
（4)YAG激光器结构紧凑，特别是LD泵浦的全固态激光器。小型化，全固态，长寿命，工作物质热效应减小，使用简便可靠，是目前YAG激光器的主要研究和发展方向。
YAG激光器的缺点有以下这些：转换效率比CO₂激光器的约低一个数量级，仅为百分之儿，工作过程中YAG激光棒内部存在温度梯度，因而会产生热应力和热透镜效应，输出功率和光束质量受到影响；YAG激光器的光束质量较差，一般为多模运转；每瓦输出功率的成本比CO₂激光器高。
Nd:YAG激光器的工作原理
Nd,YAG激光器采用气体放电灯激励的Nd:YAG连续激光器常用连续氖灯泵浦，氖灯在满负荷时的使用寿命约为200h,在70%的负荷下使用寿命约为1000h,脉冲数光器使用的脉冲氙灯的使用寿命达10’次。连续氮灯和脉冲氩灯发射的光潜与工作物质Nd:YAG晶体的吸收光谱匹配。采用灯激励重复频率每秒几十次的调Q激光器的最大峰值功率可达几百兆瓦，连续输出的最高功率已超过1000W.多棒串联的连续输出功率可达数千瓦。采用半导体激光二极管泵浦的Nd:YAG激光器连续输出功率达上百瓦，峰值功率达数百千瓦的商品早已问世。
Nd:YAG激光器工作时（以脉冲氖灯泵浦为例），工作物质Nd:YAG晶体与脉冲氖灯相互平行地固定在内壁抛光并镀金属反射层的聚光腔内。谐振腔由两个反射镜组成，一个是对输出波长全反射，另一个是部分反射，以便输出激光。激光电源给电容器充电，加到脉冲氖灯上。同时由触发器产生一个上万伏的触发高压使氙灯中的气体电离点燃，电容器充的电通过氖灯放电，使脉冲氙灯在毫秒时间内发光，聚光腔将脉冲氙灯的光能聚到工作物质上，工作物质中的激活离子被激发，形成粒子数反转，当腔内增益大于损耗时，就产生激光，由部分反射镜输出。没有被工作物质吸收的脉冲氖灯的光能形成的热量由冷却系统带走。通过调整光泵输入的电参数，选择不同尺寸和性能的Nd:YAG晶体，选择不同的谐振腔镜的最佳透过率、改变聚光腔及冷却系统等方式，可以改变激光器的输出功率或能量。
