輸出激光模式既是單縱模又是單橫模的激光器。單縱模是指諧振腔內(nèi)只有單一縱模（單一頻率）進(jìn)行振蕩，單橫模又稱基橫模，是指光強在光橫截面上的分布為高斯分布。

　　單縱模激光器的結(jié)構(gòu)組成

　　1、激光工作介質(zhì)

　　單縱模激光器激光的產(chǎn)生必須選擇合適的工作介質(zhì)，可以是氣體、液體、固體或半導(dǎo)體。在這種介質(zhì)中可以實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，以制造獲得激光的必要條件。顯然亞穩(wěn)態(tài)能級的存在，對實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)世非常有利?，F(xiàn)有行業(yè)領(lǐng)先的單縱模激光器工作介質(zhì)近千種，可產(chǎn)生的激光波長包括從真空紫外道遠(yuǎn)紅外，非常廣泛。

　　2、激勵源

　　為了使工作介質(zhì)中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，必須用一定的方法去激勵原子體系，使處于上能級的粒子數(shù)增加。一般單縱模激光器可以用氣體放電的辦法來利用具有動能的電子去激發(fā)介質(zhì)原子，稱為電激勵；也可用脈沖光源來照射工作介質(zhì)，稱為光激勵；還有熱激勵、化學(xué)激勵等。各種激勵方式被形象化地稱為泵浦或抽運，為了不斷得到激光輸出，必須不斷地“泵浦”以維持處于上能級的粒子數(shù)比下能級多。

　　3、諧振腔

　　有了合適的工作物質(zhì)和激勵源后，可實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，但這樣產(chǎn)生的受激輻射強度很弱，無法實際應(yīng)用，于是人們就想到了用光學(xué)諧振腔進(jìn)行放大。所謂光學(xué)諧振腔，實際是在單縱模激光器兩端，面對面裝上兩塊反射率很高的鏡。一塊幾乎全反射，一塊光大部分反射、少量透射出去，以使單縱模激光器激光可透過這塊鏡子而射出。被反射回到工作介質(zhì)的光，繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻射，光被放大。因此光在諧振腔中來回振蕩造成連鎖反應(yīng)，雪崩似的獲得放大，產(chǎn)生強烈的激光，從部分反射鏡子一端輸出。

　　單縱模激光器的優(yōu)點

　?。?）單縱模激光器中，光纖既是激光介質(zhì)又是光的導(dǎo)波介質(zhì)，因此泵浦光的耦合效率相當(dāng)高，加上單縱模激光器能方便地延長增益長度，能重復(fù)利用泵浦；因此單縱模激光器增益高，噪聲小，光纖到光纖的耦合技術(shù)非常成熟，連接損耗小且增益與偏振無關(guān)。

　?。?）激光器的幾何形狀具有很大的表面積/體積比，散熱快，它的工作物質(zhì)的熱負(fù)荷相當(dāng)小，能產(chǎn)生高亮度和高峰值功率；而單縱模激光器可以在很寬的光譜范圍內(nèi)設(shè)計運行加上的熒光譜相當(dāng)寬，在這種設(shè)備之中插入符合要求的波長選擇器即可得到可調(diào)諧單縱模激光器。

　　（3）而單縱模激光器還容易實現(xiàn)單頻運轉(zhuǎn)和超短脈沖等不同的模式，單縱模激光器的光束質(zhì)量好，具有較好的單色性、方向性和溫度穩(wěn)定性；單縱模激光器所基于的工藝現(xiàn)在已經(jīng)十分穩(wěn)定且突出，因此可以制作出高精度低損耗的產(chǎn)品，大大降低了激光器的成本。此外單縱模激光器的體積小結(jié)構(gòu)簡單，工作物質(zhì)為柔性介質(zhì)可設(shè)計得相當(dāng)小巧靈活使用方便。

　　單縱模激光器應(yīng)用方法

　　1、短腔長法，縮短諧振腔長使縱模間隔大于增益曲線。

　　2、色散腔法，在諧振腔內(nèi)加入棱鏡或光柵構(gòu)成色散腔，使只有某一特定頻率的縱模能夠振蕩。

　　3、標(biāo)準(zhǔn)具法，在諧振腔內(nèi)插入一參數(shù)合適的標(biāo)準(zhǔn)具，使只有單一縱模能通過標(biāo)準(zhǔn)具振蕩。

　　4、濾光片法，在腔內(nèi)插入一雙折射濾光片，使通過濾光片的光頻率間隔大于增益線寬。獲得單橫模的主要方法是采取適當(dāng)措施抑制高階橫模，保證諧振腔內(nèi)只有基橫模能夠振蕩。