In molti casi il funzionamento unidirezionale (propagazione della luce in una sola delle due direzioni possibili) è forzato dall'introduzione di un elemento all'interno della cavità risonante, che comporta perdite diverse per diverse direzioni di propagazione, a questo può essere abbinato un dispositivo polarizzatore per formare un rotatore di Faraday (ad esempio, la faccia superficiale Brewster di un cristallo laser). Se viene realizzato il funzionamento unidirezionale, non vi è alcun modello di interferenza di onde stazionarie nel mezzo di guadagno (eccetto vicino al punto di riflessione) e quindi nessuno spazio per bruciare buchi. Pertanto, il funzionamento in monofrequenza è facilmente realizzabile.
Cavità risonante laser ad anello che utilizza un isolatore ottico per il funzionamento unidirezionale
In particolare, la progettazione di laser a corpo solido, laser ad anello unidirezionali, può essere considerata come un metodo standard per ottenere un'emissione stabile a singola frequenza.
Foto connessione laser verde VERDI
Oscillatore ad anello non planare
Un tipo comune di laser ad anello a stato solido è chiamato oscillatore ad anello non planare, noto anche come NPRO o MISER, che è un design laser monolitico in cui l'intera cavità del risonatore laser è costituita solo dal cristallo rivestito. Sebbene questo cristallo sia più complesso da produrre rispetto a un normale cristallo laser, la calibrazione è abbastanza semplice e il laser è molto stabile e robusto.
Struttura dei laser ad anello monolitico (NPRO o MISER)
Esistono anche alcuni laser a fibra con configurazioni di risonatore ad anello. I laser ad anello in fibra sono generalmente più comuni come laser con modalità bloccata rispetto ai laser a frequenza singola. Una configurazione comune è un laser a forma di otto contenente uno specchio ad anello non lineare come efficace assorbitore saturabile. La geometria dell'anello non è intesa ad evitare effetti di foro bruciatore di spazio, ma segue piuttosto il principio dell'assorbitore saturabile (specchio anulare non lineare), che è richiesto anche per la formazione dell'impulso.
Esistono anche laser ad anello, come quelli utilizzati nei giroscopi ottici, dove è necessario il funzionamento bidirezionale. All'esterno della cavità di risonanza del laser, è possibile rilevare un tono di battimento pari alla velocità della luce coerente con diverse direzioni di propagazione e la frequenza di battimento fornisce un'indicazione della frequenza angolare alla quale il laser ruota (effetto Sagnac). È necessario prestare particolare attenzione adottate per evitare il bloccaggio coerente dell'onda retrodiffusa.
In particolare è necessario evitare riflessioni parassite anche molto deboli (in specchi laser imperfetti), che possono essere accoppiate a modalità di retrodiffusione.
