1964年，中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)成立。1964年，国家启动“6403”(是640工程中“项目3”)高能钕玻璃激光系统，建成了具有工程规模的大口径(120毫米)振荡—放大型激光系统，最大输出能量达32万焦耳;改善光束质量后达3万焦耳;成功地进行了打靶实验，室内10米处击穿80毫米铝靶，室外2公里距离击穿0.2毫米铝耙，并系统地研究了强激光辐射的生物效应和材料破坏机理;最后从技术上判定热效应是根本性技术障碍。该项目虽在1976年下马，但使中国激光技术科研水平上了一个台阶。
1986年夏天，张爱萍将军为激光12号实验装置亲笔题词“神光”。于是，该装置正式命名为神光-1。
1993年，国家“863”计划确立了惯性约束聚变主题，进一步推动了国家惯性约束聚变研究和高功率激光技术的发展。1994年，神光-1退役。神光-1连续运行8年，在激光惯性约束核聚变和X射线激光等前沿领域取得了一批国际一流水平的科研成果。1994年5月18日，神光-2装置立项，工程正式启动，规模比神光-1装置扩大4倍。
1995年，激光惯性约束核聚变在“863计划”中立项，我国科研人员开始研制跨世纪的巨型激光驱动器——神光-3装置，计划建成10万焦耳级的激光装置。
