1971年，在钱学森教授建议下，国防科技大学成立了激光研究实验室。校领导深谋远虑，专门把高伯龙调了进来。

　　“搞激光，对希望从事理论物理研究的我来说，也许是个损失，也是我事业上一次艰难的选择。”高伯龙在接受采访时感慨地说。这确是一次艰难的选择。高伯龙自信在理论上决不比外国人逊色，可是，代表一个国家整体工业发展水平的基础工艺，并不是可以在短时间内一蹴而就跻身世界前列的。然而，迎难而上，为他人所不敢为，正是高伯龙的性格。他说：“环形激光器是衡量一个国家光学技术发展水平的重要标志之一。不干就可能给国家留下空白，要干，就干这个世界性难题”。

　　他把目光盯在了世界光学领域的最前沿，以自己非凡的智慧去攻占事业的制高点。1975年，高伯龙从国外资料中看到了一份美国研制某种环形激光器的简报，虽是不足千字的短文，高伯龙却慧眼识珠，以自己深厚的理论根底、非凡的数学物理分析能力，对此进行了深入推论，不仅形成了严密的理论设想，还发现了对方不少设计理论上的缺陷。从那时起，高伯龙开始了他整整20年的艰辛探索，开始了对适合中国国情的环形激光器研制理论锲而不舍的实践。20年中，虽然不断有人对他的研制理论和方法表示怀疑，甚至反对，但高伯龙对攻克世界性难题的信心不曾有过一丝动摇。当环形激光器通过国家鉴定时，一位专家曾感慨地说：“国防科技大学能搞成环形激光器，是与高伯龙教授百折不回的精神和毅力分不开的”。

　　作为激光技术领域的世界性难题，环形激光器研制工作在国内几经沉浮。从六十年代开始，中国曾有多家单位投入力量开展研制，但先后由于工艺技术过不了关，精度难以达到要求而中止。而高伯龙主持的国防科技大学激光研究室，历尽磨难坚持搞了下来。它似一棵劲松挺立在科学的峰峦上，几经风霜雪雨，坚韧不拔。环形激光器的研制工作从一开始就在重重迷雾中艰难摸索，到1978年，终于制成第一代实验室原理样机。

　　此时，有人提醒高伯龙：“要使原理样机过渡到实用阶段，还需进行工程化处理，而激光器上反射膜片质量要求非常高，根据国内现有的工艺技术水平，要突破这道难关几乎不可能。不如趁早体面地收场，向上报个奖了事”。

　　高伯龙火了：“我们能干到今天这一步多么不容易，怎么说退就退呢？不管遇到多大困难，一定要干出中国的环形激光器！”可是，要突破工艺难关，谈何容易？一批批膜片被加工出来，又一批批地报废，研制工作陷入了困境。不少人面对一次次失败显露出悲观情绪：“工艺上不去，我们干也白干”。

　　高伯龙沉默着。作为当时国内唯一坚持研制工作的实验室，如果不搞下去，环形激光器就将彻底夭折，我国激光技术与国外的差距就会越拉越大。他毅然决定，暂时放下多年的理论研究，把研究方向转入基础工艺。 于是，高伯龙把实验室变成了“生产车间”，放弃对国内现有工艺的依赖，自己潜心搞起基础工艺研究来。为了解决环形激光器“头号”关键技术——多层介质膜的检测问题，高伯龙凭借其高屋建瓴的理论功底，经过几年摸索，研制成功了中国第一台激光高精度全程测量设备——DF“透反仪”。直到目前，它仍是激光检测的主要仪器。

　　1984年初，高伯龙带领科技人员制成了改进的某型环形激光器实验室样机，这一成果解决了大量理论和技术工艺问题，为进一步研制、生产环形激光器提供了技术基础和条件。当一些人又觉得该松口气的时候，执拗的高伯龙却不肯轻易罢休。他根据现有的工艺技术水平，提出了进一步发展工程化的某型环形激光器的新设想。这当时在国外尚无先例，只能靠自己探索。

　　又是反复实验、反复失败。高伯龙组织科研人员在镀膜理论、改造镀膜机、监控、检测等方面做了大量工作，但在反射膜技术上始终没有突破。一个时期内，他曾尝试在理论和技术上作些让步，这一转变，虽然降低了镀膜的要求，在工程化方面取得了进展，但一些重要性能仍达不到要求。