為什麼需要諧振腔？
能實現粒子反轉的物質，受激輻射過程>吸收過程，而受激輻射除了與吸收過程相矛盾外還與自發輻射相矛盾。處於激發態的能級原子可以通過自發輻射和受激輻射回到基態。需要設計一種裝置，實現在某方向上受激輻射不斷得到放大和加強，受激輻射產生振盪，使得在該特定方向上受激輻射過程>自發輻射過程，而在其他方向傳播的光容易逸出腔外。
光學諧振腔是激光器的重要組成部分，它的主要功能有正反饋、諧振、容納工作物質和輸出激光的作用。
當能實現粒子數反轉的工作物質受到外界的激勵後，許多粒子躍遷到激發態上。激發態的粒子是不穩定的，會自發回到基態，併發射出自發輻射光子。偏離軸向的光子很快逸出諧振腔，沿軸向的光子在諧振腔內由於兩端反射鏡的反射不至逸出諧振腔。這些光子就是引起受激輻射的外界感應因素，產生了軸向的受激輻射，發射出的光子和引起受激輻射的光子有相同的頻率、發射方向、偏振狀態和相位。它們沿軸線方向不斷往復通過已實現了粒子數反轉的工作物質，因而不斷地引起受激輻射，使軸向行進的光子不斷得到放大和振盪，使諧振腔內沿軸向的光驟然增加，而在部分反射鏡中輸出。
光學諧振腔的構成與分類
根據結構、性能和機理等方面的不同，諧振腔有不同的分類方式。
按能否忽略側面邊界，將諧振腔分為開放式光學諧振腔、封閉腔以及氣體波導腔。根據腔內近軸光線的幾何逸出損耗的高低，開腔又可分為穩定腔和非穩定腔。
按腔鏡的形狀和結構，諧振腔可分為球面腔和非球面腔。
按腔內是否插入透鏡之類的光學元件，或者是考慮腔鏡以外的反射表面，諧振腔可分為簡單腔和複合腔。
按腔中輻射場的特點，可分為駐波腔和行波腔。
按反饋機理不同，可分為端面反饋腔和分佈反饋腔。
按構成諧振腔反射鏡的個數，可分為兩鏡腔和多鏡腔。
典型的開放式光學諧振腔
不穩定諧振腔
由兩塊凸球面鏡組成的諧振腔中，一條平行於軸線的光線經過凸球面鏡的反射後就不再與腔軸平行，經過幾次反射後就會逸出腔外。
平行平面腔
亦稱為法布里-珀羅諧振腔（F-P腔），由兩個平行平面反射鏡(R1=R2=∞)組成。一條平行於諧振腔軸線的光線，經平行平面反射鏡反射後傳播方向仍平行於軸線，始終不會逸出腔外。這是激光技術發展歷史上最早提出的光學諧振腔
優點：充分利用工作物質，使光束在整個工作物質內振盪，可用於大功率輸出脈衝激光器。此外，激光束在腔內沒有聚焦，在高功率激光器中不會擊穿或損傷光學元件
缺點：衍射損耗大，對準精度要求高，裝調困難
共心腔
由兩個相同的凹球面鏡組成。反射鏡的曲率中心重合。通過球心的光線經過反射後，仍從原路返回，光線不會逸出腔外。
共焦腔
由兩個相同的凹球面鏡組成。反射鏡的焦點重合。平行於諧振腔軸線的光線自A發出後，循著A-B-C-D-A的路線，經過4次發射後，又與起始光線重合。這樣，平行於軸向的光線將始終不會逸出腔外。
廣義共焦腔
半共焦腔的性質與共焦腔的類似，衍射損耗低，易於裝置，而且由於採用了一塊平面鏡，成本更低。大多數氦氖激光器都採用這種諧振腔
光腔損耗
有了穩定的光學諧振腔，有了能實現粒子束反轉的工作物質，還不一定能一起受激輻射的光振盪而產生激光。因為工作物質在光學諧振腔內雖然能夠引起光放大，但是在光學諧振腔內還存在許多損耗因素。
反射鏡的吸收、透射和衍射工作物質不均與造成的折射或散射。
這些損耗中，只有通過部分反射鏡而透射出的才是我們需要的，其他一切損耗都應儘量避免。
如果由於損耗，使得工作物質的放大作用抵償不了損耗，就不可能在諧振腔內形成雪崩式的光放大過程，就不能得到激光輸出。因此要產生激光振盪，對於光放大必須滿足一定的條件---閾值條件。
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