引言
锁模激光器是一类产生周期性短光脉冲的特殊激光器。它们同时激发多个模式，各模式以特定相位差发光，从而形成周期性的相长干涉和高能量光脉冲。这种产生周期性光脉冲序列的机制称为锁模。
锁模方法
实现锁模激光器主要有主动锁模和被动锁模两种方法 [1]。
主动锁模
主动锁模需要外部驱动信号。最常见的方法是在激光腔内放置电光调制器。假设激光器最初为单模，工作频率为 $\nu$，然后向调制器施加频率为 $f$ 的驱动电压，就会在 $\nu\pm f$ 处产生调制光。如果调制频率 $\nu$ 与纵模频率间隔 $\rm FSR$ 匹配，调制光便能得到显著放大。
这个过程可以级联发生，在激光光谱中形成 $\nu\pm 2f$、$\nu\pm 3f$、$\nu\pm 4f$ 等边带。关键在于，所有边带的种子都由同一个调制信号产生，因此这些边带能够保持相位锁定。
被动锁模
被动锁模依靠能够增强高强度光、衰减低强度光的无源光学元件。可饱和吸收体是满足这一要求的常见元件。它吸收低强度光，直到积累的能量达到一定阈值，然后突然表现出强光学增益，释放储存的能量，并在腔内形成较强光强。这会促进增益材料的相干辐射，进一步增强光学增益。
增强的光学增益产生较强的光输出，同时增益材料和可饱和材料中储存的能量急剧降低，从而形成短而强的光脉冲。这个过程循环重复，最终形成周期性光脉冲序列。
某些非线性光学元件也能通过增强强光、衰减弱光实现类似功能，因此同样可以用来构建锁模激光器。