قفل مدی
لیزرهای فیبری قفل مدی

با وجود اینکه نخستین لیزر فیبری در ۱۹۶۱ با به‌کارگیری یک فیبر با هسته بزرگ با آلایش نئودیمیوم ساخته شد، نخستین لیزر فیبری قفل مدی در ۱۹۸۳ ساخته شد. در ۱۹۸۴، مولناور و استولن یک کاواک فیبری کمکی را به یک لیزر قفل مدی اضافه کردند که قادر به تولید پالس‌های ۲۱۰ فمتوثانیه‌ای شدند. این به اصطلاح «لیزر سولیتون»، اثر خود مدولاسیون فازی درون فیبر اپتیکی را برای تولید یک فاز وابسته به شدت روی پالس گذرنده از درون فیبر به کار می‌برد. هنگامی که پالس چرپ شده دوباره به کاواک اصلی وارد می‌شد، با مشابه غیر چرپ خودش تداخل می‌کرد. با تنظیم طول کاواک، در مرکز پالس تداخل سازنده رخ می‌داد در حالی که در لبه‌های پالس تداخل ویرانگر به وجود می‌آمد که به باریک شدن پالس در هر پیمایش کاواک می‌انجامید. پایه تئوری کارکرد این لیزر، تولید پالس‌های سولیتونی را مجاز می‌دانست که تنها برای رژیم پاشندگی غیرمعمول مناسب بود. با این حال بلو و وود نشان دادند که لزوماً پاشندگی معمول نیاز نیست. این شیوه قفل مدی، به دلیل تداخل در شکافنده پرتو (که از جمع میدان‌ها نتیجه می‌شود) که همانند جاذب اشباعی تند به یک تلفات وابسته به شدت سریع می‌انجامد، به قفل مدی پالس اضافه شونده (APM) نامگذاری شد. به علاوه، همانند قفل مدی بر پایهٔ جاذب اشباعی، این شیوه نیز به تولید پالس‌های سکانت هایپربولیک می‌انجامد.
در دههٔ ۱۹۸۰، دانسته شد که پالس‌های تولید شده توسط لیزرهای قفل مدی کنش گر، بیشتر با پروفایل سکانت هایپربولیک سازگارند تا با پروفایل گوسی که با تئوری‌های قبلی پیشگویی شده بود. این اثر به دلیل وجود پاشندگی و اثرات غیرخطی در کاواک لیزر بود. در ۱۹۸۶، هاوس و سیلبربرگ کوشیدند تا به صورت تحلیلی این اثرات را به درون لیزرهای قفل مدی شده AM که در رژیم پاشندگی غیرمعمول کار می‌کردند وارد کنند. در این کار فرض کرده بودند که شکل پالس تنها توسط افزاره‌های کاواک تعیین می‌شود و نقش مدولاتور را نادیده گرفته بودند. اگرچه کارشان در مورد لیزرهای قفل مدی AM به کار رفته بود، نتایج کارشان همچنین قابل به‌کارگیری در مورد لیزرهای قفل مدی FM است.
نخستین لیزر فیبری قفل مدی FM توسط گیستر و اولریخ در ۱۹۸۸ گزارش شد. در همان سال، فیلیپس، فرگوسن و هانا نیز یک لیزر قفل مدی FM ارائه کردند. در ۱۹۸۹ کافکا، بیر و هال نخستین لیزر قفل مدی AM را با به‌کارگیری یک کاواک حلقوی ساختند. در سال‌های بعد، پیشرفت‌های زیادی در لیزرهای فیبری با به‌کارگیری کاواک‌های گوناگون انجام گرفت. در ۱۹۹۰، دالینگ لیزر به شکل ۸ که بر پایهٔ APM و یک تداخل سنج سانیاک فیبری کمکی برای تولید پالس‌های قفل مدی بود را ساخت. در این لیزر، یک کوپلر فیبری یک پالس را به دو بخش جدا می‌کند که در جهت‌های مخالف در یک تداخل سنج سانیاک انتشار یافته و پیش از وارد شدن دوباره به کاواک حلقوی تک سویه، در کوپلر با هم تداخل می‌کنند.
به‌کارگیری زیرکانه‌ای از تکنیک قفل مدی APM، توسط هوفر و همکارانش در ۱۹۹۱ با به‌کارگیری یک پالس قطبیده بیضوی درون یک فیبر تک مد استاندارد انجام گرفت. در این لیزر، یک پالس قطبیده خطی، به کمک تیغه‌های موجی یا هر ابزار چرخانندهٔ قطبش، به یک پالس قطبیده بیضوی تبدیل می‌شود. دو مؤلفه قطبشی پالس سپس تحت اثرات خود مدولاسیون فازی (SPM) و مدولاسیون فازی متقاطع (XPM) در یک فیبر اپتیکی درون یک کاواک لیزری انتشار می‌یابند. سپس پالس از درون یک پلاریزور می‌گذرد که به گونه‌ای تنظیم شده‌است که لبه‌های پالس، تلفات زیادی تجربه می‌کنند در حالی که قله پالس با کمینه تلفات از آن می‌گذرد. اگرچه این گونه لیزر بر پایهٔ مکانیسم APM (میان دو مؤلفه قطبشی) کار می‌کند، عمدتاً به دلیل کارکردی که فیبر روی پالس انجام می‌دهد، به لیزر قفل مدی چرخش قطبش غیرخطی (NLPR) نامیده می‌شود. لیزر حلقوی قفل مدی تمام فیبری با کاواک تک سویه، نخستین بار توسط تامورا، هاوس و ایپن در ۱۹۹۲ با به‌کارگیری مکانیسم NLPR ساخته شد. مهم‌ترین مزیت لیزرهای به شکل ۸ و لیزرهای فیبری حلقوی نسبت به لیزر APM اصلی این است که این لیزرها خود آغاز شونده‌اند. به علاوه از آن جا که راه نوری برای هر دو پالس در این لیزرها یکی است، این لیزرها به پسخورد یا پایدارسازی کنش گر نیاز ندارند. همچنین، این لیزرها کاملاً بر پایهٔ اثرات غیرخطی فیبر کار می‌کنند که برای تولید پالس‌های فمتوثانیه، زمان پاسخ تقریباً آنی دارند. در حال حاضر، رکورد کوتاه‌ترین پالس از لیزرهای فیبری ۳۳ فمتوثانیه است که با استفاده از یک لیزر با آلایش ایتربیوم در ۲۰۰۶ به دست آمده‌است.
در ۱۹۹۳، نخستین لیزر فیبری پالس کشیده توسط تامورا، ایپن و هاوس ساخته شد. در این لیزر قطعه‌ای فیبر با پاشندگی معمولی، در کاواکی با فیبرهای با پاشندگی غیرمعمول به کار رفته‌است. پالس‌های تولید شده از این لیزر با مدیریت-پاشندگی، معمولاً با شکل گوسی سازگارتر است تا با شکل سکانت هایپربولیک. به علاوه این لیزرها قادر به تولید توان‌های حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از لیزرهای با کاواک با پاشندگی غیرمعمول‌اند؛ بنابراین این روش برای ساخت لیزرهای با توان بالاتر مناسب است. از آن جا که پالس‌ها در این گونه لیزر در طول پیمایش در کاواک دو بار کشیده و فشرده می‌شوند، این لیزر، لیزر فیبری پالس کشیده نامیده می‌شود.
در ۲۰۰۴، ایلدی و همکارانش دریافتند که با طراحی دقیق کاواک، با استفاده از شبیه‌سازی‌های عددی و بهینه‌سازی‌ها، گونهٔ دیگری از لیزر فیبری پالس کشیده با پاشندگی خالص معمولی می‌تواند در مد متفاوتی کار کند که در آن کوتاه‌ترین پالس‌ها در محلی مخالف مکان پالس‌ها چنانچه در کارکرد پالس کشیده مورد انتظار است تشکیل می‌شوند. نام این لیزر توسط طراح آن "لیزر فیبری Similariton" گذاشته شد که به این دلیل است که پالس‌ها در آن به‌طور خود-متشابه انتشار می‌یابند. دامنه و فاز Similariton، که همچنین پالس‌های خود-متشابه نامیده می‌شوند، شکل خود (ولی نه پهنا یا توان قله) را در انتشار حفظ می‌کنند. به عبارت دیگر، پالس‌ها در هر موقعیت (فضایی) می‌توانند به عنوان نسخه‌ای از پالس‌ها در هر موقعیت (فضایی) دیگر باشند. در یک تقویت‌کننده اپتیکی، پروفایل زمانی و طیفی پالس‌ها شکل سهموی به خود می‌گیرند در حالی که پالس دارای چرپ خطی است.