混沌激光是激光器输出不稳定性的一种特殊形式，与连续激光、脉冲激光不同，混沌激光具有不可预测、类随机、类噪声、初始值敏感、宽频谱、高熵值等特性。
　　混沌激光概念诞生于20世纪90年代，后随着研究深入，混沌激光逐渐在混沌保密光通信、混沌激光雷达、混沌微波光子雷达、混沌激光传感、混沌密钥分发、光子神经网络、高速真随机数产生、混沌光时域反射仪、储备池计算等领域展现出巨大应用潜力，目前部分应用正逐步走向实用化和市场化。
　　混沌信号发生器（用于产生混沌激光）体积庞大、输出不稳定、易受环境影响，尚不能满足混沌激光产业化需求。小型化、性能稳定、低成本的混沌激光器是目前国内外研究热点，如结合混沌激光和集成电路优势的光子集成混沌半导体激光器。
　　全球混沌激光器相关研究单位包括德国海因里希-赫兹研究院、希腊雅典大学、意大利帕维亚大学、NTT公司、武汉光迅科技股份有限公司、中科院半导体研究所、安徽大学、太原理工大学、清华大学、电子科技大学、上海科技大学等，其中太原理工大学张明江团队是国内少数具有混沌激光器独立研发能力的团队。
　　半导体激光器是研究混沌激光的理想平台，其具有高带宽、结构紧凑、易于控制等特点，通过光注入或偏振控制器、环形器、衰减器构成光反馈或光电反馈回路输出不同状态的混沌激光。近年来，混沌激光研究逐渐扩展至带间级联激光器、连续光激光器、光纤传感器等上，如太原理工大学团队研发的基于混沌激光的分布式光纤传感器，在千米级传感距离上可以实现厘米级的空间分辨率，最佳空间分辨率高于世界最先进水平10倍以上。
　　混沌激光雷达具有分辨率高、抗干扰能力强、隐蔽性强等优点，目前混沌激光雷达分为连续混沌激光雷达（LiDAR）、脉冲混沌激光雷达（LiDAR）、数字混沌激光雷达，其中数字混沌激光雷达由中国科学院微电子研究所和中国科学院大学首次提出，其具有结构简单、高动态范围等特点，可以应用在远距离探测与成像方面。
　　目前混沌激光源工作波长集中于近红外波段，为扩展其应用范围，迫切需要开发其他波段的混沌激光源。混沌激光器是国内外研究热点，但受制于其技术，目前全球尚无国家出售混沌激光器，我国混沌激光器研究处于国际领先水平，或将率先实现其商业化生产。