鎖模最早是在He-Ne激光器內用聲光調制器實現的,后在氬離子、二氧化碳、紅寶石、釔鋁石榴石等其他激光器中都用內調制方法實現鎖模。后來又出現了可飽和吸收染料鎖模。隨著鎖模技術的發展,推動了超短脈沖測試技術的發展,后來又反過來推動了鎖模技術的發展。1968年開始的橫模鎖定的研究,隨后又進行了縱橫模同時鎖定的探討。70年代開發了主動加被動、雙鎖模(損耗調制加相位調制)、鎖模加調Q及同步鎖模等技術的研究。
1.主動鎖模
主動鎖模采用的是周期性調制諧振腔參量的方法。其依據是,利用諧振腔內的一個受外部信號控制的調制器,用一定的調制頻率周期性地改變諧振腔的損耗或光程(振幅調制和相位調制)。當選擇的調制頻率與縱模的間隔相等時,對多個模的調制會產生邊帶,其頻率與兩個相鄰縱模的頻率一致。由于模之間的相互作用,使所有的模在足夠強的調制下達到同步,形成鎖模序列脈沖 。
2.被動鎖模
產生超短脈沖的另一種有效方法是被動鎖模。此方法是把可飽和吸收體放在激光諧振腔內實現的。可飽和吸收體是一種非線性介質,對腔內激光的吸收是隨光場強度而變化的,當光場較弱時對光吸收很強,因此光透過率很低;隨著激光強度增加吸收減少,當達到一個特定值時吸收飽和光透過率達100%,使強度最大的激光脈沖經受最小的損耗,從而得到很強的鎖模脈沖。它類似于被動Q開關,但又有區別,被動鎖模要求可飽和吸收體的上能級壽命特別短。
3.自鎖模
若激活介質本身的非線性效應能夠保持各個振蕩縱模頻率的等間隔分布,并有確定的初相位關系,不需要在諧振腔內插入任何調制元件就可以實現縱模鎖定的方法稱為自鎖模。
4.同步泵浦鎖模
主動鎖模是通過周期性調制諧振腔的損耗或光程來實現的。如果要通過周期性的調制諧振腔的增益來實現鎖模,則可以采用一臺主動鎖模激光器的脈沖序列泵浦另一臺激光器來獲得。這種方式就是同步泵浦鎖模。這種方法的優點在于周期性泵浦時可獲得比泵浦脈沖寬度小得多的脈沖。此外,在同步泵浦染料激光器中,產生的超短脈沖的頻率在一定的波長范圍內是可連續的 。