定义
以单个谐振器模式发射辐射的激光器。
单频激光器（很少称为单波长激光器）是在单个谐振器模式下工作的激光器，因此它发射具有非常小的线宽和低相位噪声的准单色辐射（另见：窄线宽激光器）。 由于消除了任何模式分布噪声，因此单频激光器也有可能具有非常低强度的噪声。 在几乎所有情况下，激发模式都是高斯模式，因此输出是衍射限制的。
特别是在激光二极管等低功率单频激光器中，尽管一种模式明显占主导地位，但在各种谐振器模式下存在少量光功率。 这是因为这种模式可能仅略低于激光阈值，因此自发发射已经可以产生一些实质性的功率。 然后，模式抑制比（MSR）定义为激光模式的功率除以下一个最强模式下的功率。 可以通过使激光谐振器更具频率选择性来优化它。
单频激光器对光学反馈非常敏感。 即使不到百万分之一的输出功率被送回激光器，在某些情况下也可能导致相位噪声和强度噪声大幅增加，甚至多模操作混乱。 因此，必须小心保护单频激光器免受任何背反射，通常使用一个或两个法拉第隔离器。
单频激光器的类型
单频操作的物理细节将在相应的文章中讨论；本文讨论了最重要的单频激光器类型，它们在输出功率、线宽、波长、复杂性和价格方面差异很大：
- 一些低功率半导体激光管，特别是索引引导型，通常以单一模式发射。 稳定的单模操作通常通过分布式反馈激光器（DFB激光器）或分布式布拉格反射激光器（DBR激光器）来实现。 典型的线宽在兆赫兹区域（→Schawlow-Townes线宽，线宽增强因子）。 可以明显减小线宽，例如，通过使用包含窄带宽光纤布拉格光栅的单模光纤或外腔二极管激光器扩展谐振器。
- 特殊种类的光纤激光器允许单频操作。 其中一些基于单向环形激光器设计，另一些则具有线性谐振器和非常短（高度掺杂）的光纤。 无论如何，通常至少使用一个光纤布拉格光栅。 线性光纤激光器有时被实现为分布式反馈激光器。 可以实现几千赫兹的非常窄的线宽（特别是对于具有较长谐振器的设备），而输出功率在几毫瓦到几瓦之间变化 - 与单频光纤放大器结合使用甚至更多。
- 二极管泵浦固态体激光器可以强制在单一模式下工作；这通常通过单向环形激光器设计来实现，通常使用腔内滤波器，有时使用扭曲模式技术。 输出功率可以达到多瓦级，线宽可以低至几千赫兹。
- 垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有非常短的单片激光谐振器，因此腔模间距巨大，并且在单个模式下很容易发射几毫瓦。 线宽至少为几兆赫兹，但调谐范围（无模式跳频）可能非常大。
- 氦氖激光器可以很容易地发射单个频率，如果它的激光谐振器足够短（大约20厘米），因为增益带宽很小。
大多数单频激光器连续工作，但也有调Q单频激光器，它们不表现出模式跳动，因此表现出非常干净的脉冲形状和低噪声。
提高输出功率的方法
对于更高的输出功率，通常使用主振荡器功率放大器配置。 具有潜在较低激光噪声的替代方案是使用单频低功率种子激光器的高功率激光器的注入锁定。
应用
单频激光器的典型应用发生在光学计量（例如光纤传感器）和干涉测量、光学数据存储、高分辨率激光光谱（例如LIDAR）和光纤通信等领域。 在某些情况下，例如光谱学，输出的窄光谱宽度直接重要。 在其他情况下，例如光学数据存储，需要低强度噪声，因此不存在任何模式跳动噪声。
单频源也很有吸引力，因为它们可用于驱动谐振增强腔，例如用于非线性频率转换和相干波束组合。 后一种技术目前用于开发具有非常高输出功率和良好光束质量的激光系统。
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