Большинство самых ранних спутниковых систем были основаны на передаче микроволновой энергии. Исследования включали уже в конце 70-х годов использование лазеров, их экономическое обоснование, их потенциальное взаимодействие между мощным лазерным излучением и окружающей средой, включая исследование потенциальных методов смягчения, чтобы минимизировать влияние окружающей среды на параметры работы лазера.
Использование лазерной беспроводной передачи энергии было вновь рассмотрено Ландисом в начале 1990-х годов. Спустя несколько лет японское космическое агентство JAXA проводит целенаправленную программу исследований и разработок в области создания передачи солнечной энергии в космическом пространстве. В том числе в качестве двух основных технических решений, основанных на микроволновой и лазерной технологии. Предложены новые конструкции и варианты лазерной системы.
Предлагаемая лазерная система JAXA основана на прямой накачке с использованием кристалла Nd: YAG. Была разработана эталонная система, обеспечивающая полную конфигурацию мощностью 1 ГВт. Вся система будет построена с высокой степенью модульности, с отдельными зеркалами 100 м х 200 м и такой же большой системой радиаторов.
В 2004 году JAXA и Институт лазерной техники опубликовали исследование с эффективностью преобразования от входной мощности до выходной мощности лазера 37%.
В эксперименте были использованы имитированный солнечный свет и среда лазера, изготовленная из кристалла Nd-Cr: YAG, легированного ионами хрома.
В Европе Европейское космическое агентство (ЕКА) объединило европейские исследовательские сообщества и промышленность в 2002 году в европейскую сеть SPS. В многоэтапный план программы вошли несколько исследований, связанных с лазером. В рамках первого этапа совместно с EADS Астриум изучалось использование лазерной передачи энергии для космических применений, в том числе элементы питания на Луне и на Марсе, спутники на околоземной орбите и космические миссии в глубоком космосе. Применение лунной поверхности было определено как наиболее перспективное направление.
Эксперимент, иллюстрирующий различие между двумя типами лазеров: Nd: YAG и Nd: Cr: GSGG, был выполнен Браучем. Эти типы лазеров были выбраны из-за физических свойств.
Это сравнение показало, что твердотельные лазеры с солнечной накачкой, особенно лазер Nd: Cr: GSGG, являются наилучшим выбором для передачи в космическом пространстве. Их эксперименты с прямой накачкой Nd: Cr: GSGG и Nd: YAG лазеров при температурах 77 К и 300 K показал, что охлаждение лазерных кристаллов до температур значительно ниже 300 K уменьшает тепловые проблемы, повышает эффективность и улучшает качество луча. Они также показали, что общая эффективность системы может быть увеличена путем разделения солнечного спектра на разные части для преобразования в мощность лазера и электроэнергию. Оцененные значения составляли 17% для лазерной / электрической системы и 27% для лазерной / солнечной динамической системы.