早於1916年，愛因斯坦（Albert Einstein）已提出受激發射作用的假設。可是，首部以紅寶石棒為產生激光媒介的雷射器，卻要到1960年，才由梅曼（Theodore H. Maiman）在休斯實驗研究所建造出來。總共相隔了44年。使用雷射來熔化物料的歷史，要追溯到1962年，布里奇（breech）與克羅斯（Cross）利用紅寶石雷射器，汽化與激發固體表面的原子。三年後，史密斯（Smith）與特納（Turner）利用紅寶石雷射器沉積薄膜，視為脈衝雷射沉積技術發展的源頭。
不過，脈衝雷射沉積的發展與探究，處處受制。事實上，當時的雷射科技還未成熟，可以得到的雷射種類有限；輸出的雷射既不穩定，重複頻率亦太低，使任何實際的膜生成過程均不能付諸實行。因此，PLD在薄膜製作的發展比其它技術落後。以分子束外延（MBE）為例，製造出來的薄膜質素就優良得多。
往後十年，由於雷射科技的急速發展，提升了PLD的競爭能力。與早前的紅寶石雷射器相比，當時的雷射有較高的重複頻率，使薄膜製作得以實現。隨後，可靠的電子Q開關雷射（electronic Q-switches lasers）面世，能夠產生極短的雷射脈衝。因此，PLD能夠用來做到將靶一致蒸發，並沉積出化學計量薄膜。由於紫外線輻射，薄膜受吸收的深度較淺。之後發展出來的高效諧波雷射器（harmonic generator）與激基分子雷射器（excimer）甚至可產生出強烈的紫外線輻射。自此以後，以非熱能雷射熔化靶物質變得極為有效。
自1987年成功製作高溫的Tc超導膜開始，用作膜製造技術的脈衝雷射沉積獲得普遍讚譽，並吸引了廣泛的注意。過去十年，脈衝雷射沉積已用來製作具備外延特性的晶體薄膜。陶瓷氧化物（ceramic oxide）、氮化物膜（nitride films）、金屬多層膜（metallic multilayers），以及各種超晶格（superlattices）都可以用PLD來製作。近來亦有報告指出，利用PLD可合成納米管（nanotubes）、納米粉末（nanopowders），以及量子點（quantum dots）。關於複製能力、大面積遞增及多級數的相關生產議題，亦已經有人開始討論。因此，薄膜製造在工業上可以說已邁入新紀元。
PLD的機制
PLD的系統設備簡單，相反，它的原理卻是非常複雜的物理現象。它涉及高能量脈衝輻射衝擊固體靶時，雷射與物質之間的所有物理相互作用，亦包括等離子羽狀物的形成，其後已熔化的物質通過等離子羽狀物到達已加熱的基片表面的轉移，及最後的膜生成過程。所以，PLD一般可以分為以下四個階段：
1. 雷射輻射與靶的相互作用
2. 熔化物質的動態
3. 熔化物質在基片的沉積
4. 薄膜在基片表面的成核（nucleation）與生成
PLD主要優點：
1. 易獲得期望化學計量比的多組分薄膜，即具有良好的保成分性；
2. 沉積速率高，試驗周期短，襯底溫度要求低，製備的薄膜均勻；
3. 工藝參數任意調節，對靶材的種類沒有限制；
4. 發展潛力巨大，具有極大的兼容性；
5. 便於清潔處理，可以製備多種薄膜材料。
