功能高分子染料的應用有兩種方式：一是一次加工法，即根據色澤和色深要求，制備過程中加入少量的染料，在高分子染料生產時完成了著色過程，這種方法著色均勻，但受發色體單一、色譜不受限制；二是二次著色法，即先制成色澤深濃的高分子染料，通過二次著色完成無色物質的著色過程，在這種方法中有色材料著色不均勻，但色澤及色深易于控制。制備高分子染料時受發色體限制，可通過少量染料的拼混得到多種色澤的高分子染料，且工藝易于進行。
油漆和涂料中的應用 具有良好抗洗滌性能的人造鉛筆墨水于20世紀90年代問世，這種墨水采用了聚氧烯烷鏈中含有發色體的高分子染料液體。 某些高分子染料由于具有良好的耐熱性、耐水性、耐溶劑萃取性以及耐日曬等，在涂層材料中已有較好應用。法國PCUK公司合成了各種適用于環氧丙烯酸系、聚丙烯酸系、聚氰酯丙烯酸系的高分子染料。NipponZeon有限公司則通過聚合手段得到彩色球狀微粒，可用在涂層材料中。
固體染料激光器 目前用作固體染料激光器固體基質的有機聚合物主要是環氧聚合物、三嗪聚合物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基乙烯酸酯、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物。 在光學透明的環氧聚合物中摻入羅丹明6G和羅丹明C，在泵浦能量密度為1J/cm2(λ=530nm)時，其光轉換效率分別為43%和42%。Bermas等在環氧聚合物中摻入羅丹明6、羅丹明ZH和香豆素等激光染料，用脈沖半導體激光器進行泵浦，光轉換率為40%。 1992年，Hemes等將磺基羅丹明摻入聚丙烯酸鹽中，制成激光棒，用倍頻Nd：YAG激光器泵浦，從綠光(495～580nm)到紅光(640～770nm)激光轉換最大輸出能量為66nd，其脈沖寬度為10.8μs。1993年，洛斯·阿拉莫斯實驗室將激光染料摻入丙烯酸酯塑料中制成塑料染料激光棒，這種新型激光棒可用閃光燈或固體激光進行泵浦。10cm
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