赴美，在麻省理工学院作博士后研究。1970年，在美国贝尔实验室成功实现常温下的雷射二极体。1971年返国服务。2001年获得京都奖之后，林严雄将奖金捐给日本应用物理学会，设立了光・电子集积技术业绩奖（林严雄奖）。2005年9月26日，林严雄因急性白血病病逝，享年83岁。
主要成就.率先实现雷射二极体。2005年，日本《牛顿》预测27名日本人可能获得诺贝尔奖，林严雄名列其中，但在同年9月病逝。