モード同期
一部の半導体レーザーでは、上記2つの技術を組み合わせて利用することがある。可飽和吸収体を備えたレーザーに、さらに変調器を用い、レーザーの同期する周波数と同じ周波数で電気的に変調をほどこすことにより、レーザーを安定化させることができる。これにより、レーザーの位相ノイズが安定化され、パルスタイミングのジッターを低減させることができる。
周波数を同期する手法はさまざまあるが、基本原理はレーザーシステムのフィードバックループに基くものでありどれも同じである。フィードバックループの起点は安定化する対象の量、すなわち周波数もしくは位相である。周波数が時間経過につれ変化するかどうかを確かめるためには、なんらかの基準が必要である。レーザー周波数を計測する場合、光共振器の幾何的性質と周波数とをひもづけることとなる。この目的には、ファブリ・ペロー共振器が用いられることが最も多い。この共振器は一定の距離を隔てて平行に並んだ二つの鏡により構成される。この手法は光が1往復するのに移動する距離が光の波長の整数倍となるときにのみ光が共鳴するという事実に立脚している。レーザー周波数がこの条件から逸脱した場合、透過率が減少する。この、透過率と周波数偏位との関係式は次の半値全幅をもつローレンツ関数により表わされる。
∆νC=∆νFSR/F
ここで、∆νFSR=C/2Lは隣接する共鳴周波数との差、F = πR/1-Rはフィネス、Rは鏡の反射率である。この式から明らかなように、共振器の線幅を細くするためにはフィネスの高い共振器が必要となる。したがって、レーザーの線幅を最低限に抑えるためには、鏡の反射率を高める必要がある。