窄线宽激光器发展到如今，激光反馈模式的演变就是激光谐振腔结构的演变。下面按照激光器谐振腔的演变顺序介绍各种构型的窄线宽激光器技术。
单一主腔构型
单主腔型激光器从腔型结构上可以分为线形腔和环形腔结构，而从腔长上划分，又可分为短腔结构和长腔结构。短腔型激光器纵模间隔大，在实现单纵模（SLM）运行方面更有优势，但本征腔线宽较宽，噪声难以抑制。长腔结构本身就具有窄线宽特性，且腔内可集成多种光学器件，结构灵活，但是纵模间隔过小，所以该激光构型的技术难点在于如何实现 SLM 运行。
线形腔，作为激光主腔的经典构型，具有结构简单、效率高、调控容易等优点，历史上第一束真正意义上的激光便是通过 F-P 线形腔结构得到的，之后随着科学技术的不断发展，F-P 结构被广泛应用到了半导体激光器、光纤激光器和固体激光器中。
环形腔结构是经典线形腔结构的变形，它克服了线形腔空间烧孔的弊端，以行波代替驻波场，实现光信号的循环增益。随着光纤器件的发展，结构灵活、全光纤结构的光纤激光器受到了广泛关注，成为近二十年发展最快的一类激光器。
图1 环形腔结构
非平面环形腔（NPRO）激光器是一种特殊的行波场激光构型，通常这种激光器主腔为一整块的晶体，利用晶体端面反射和外加磁场对激光偏振态调控，实现激光的单向运行， 可以极大降低激光谐振腔的热负荷，且波长和功率非常稳定，还具有窄线宽的特性。
单外腔反馈构型
受限于腔长过短、固有损耗大等因素，基于腔内反馈的 F-P 线形腔单腔型激光构型光子作用时间有限、增益介质的自发辐射难以消除。为了解决这一难题，研究人员提出了单外腔反馈构型。外腔的作用是延长光子的作用时间并将经过筛选的光子反馈回主腔，用以优化激光性能、压缩线宽宽度。早期基于空间光学的简单外腔结构如 Littrow 和 Littman 型，都是利用光栅的分光能力，将提纯的激光信号再次注入到激光主腔之中，对主腔进行频率牵引，实现线宽压缩。随后这种单外腔结构也被拓展到光纤激光器和半导体激光器之中。
单外腔反馈激光构型的难点在于外腔与主腔间的相位匹配。有研究表明，外腔反馈信号的空间相位对于确定激光阈值、频率和相对传输功率至关重要，激光纵模对于反馈信号的强度和相位非常敏感。
图2 Littrow & Littman 经典外腔结构
DBR 激光构型
为了提高激光系统的稳定性，并将波长选择器件集成到主腔结构当中，DBR 结构被提出。DBR 型谐振腔是基于 F-P 型谐振腔设计而来的，以周期性的无源布拉格结构代替 F-P 结构的反射镜提供光反馈。DBR 型主腔由于布拉格结构对于激光干涉模式的周期性梳状，本身具有一定的滤波特性，结合短腔结构带来的大纵模间隔很容易实现 SLM 运行。虽然设计周期性的布拉格结构的目的只是为了选择激光波长，但是从腔型的角度来看，这也是单腔结构反馈面增多后的一种表现。
按照增益介质划分，DBR 型激光器又可分为半导体激光器和光纤激光器等。半导体激光器在制作工艺上具有与半导体材料和微纳工艺兼容的天然优势，很多半导体领域的工艺，如二次外延、化学气相沉积、步进光刻、纳米压印、电子刻蚀、离子刻蚀等都可以直接应用到半导体激光器的研发制作上。
DBR 光纤激光器的出现要晚于 DBR 半导体激光器，这主要受限于光纤波导的加工技术和高浓度高次掺杂技术的发展。目前常用的光纤波导结构加工技术有氧缺位相掩膜和飞秒加工技术等，高浓度光纤掺杂技术有改性化学气相沉积（MCVD）和表面等离子体化学气相沉积（SCVD）技术等。
图3 DBR 半导体激光器
DFB 激光构型
基于布拉格结构的另一种谐振腔结构便是 DFB 构型。DFB 激光主控腔将布拉格结构与有源区相结合，并在结构的中间位置引入相移区，以此来选择激光波长。典型的 DFB 结构如 3（b）所示，这种结构集成化程度更高、一体性更强，还改善了 DBR 结构波长漂移严重、跳模等问题，是现阶段稳定性和实用性最高的一类激光构型。
DFB 激光器的技术难点在于光栅结构的加工。DFB 半导体激光器的光栅加工一般有两种方式，二次外延和表面刻蚀。二次外延 RGF-DFB 半导体激光器是在有源区利用二次外延和光刻技术生长一组低折射率光栅结构，这种方法不会破坏有源层结构，损耗较低，有利于制作高 Q 值谐振腔。表面光栅 SG-DFB 半导体激光器是直接在有源层的表面刻蚀一层光栅结构，这种方法较为复杂，需要根据有源区材料和掺杂离子进行精密调整，且损耗较高，但是对光信号的束缚能力和高抑制模式能力更强。
DFB 光纤激光器与 DBR 光纤激光器相似，同样依赖于光纤波导加工技术和高浓度掺杂光纤技术的发展。相较于 DBR 光纤激光器，由于稀土离子的波长吸收特性，导致 DFB 的光栅结构加工更加困难。
复合反馈外腔
DFB 与 DBR 等短腔型主腔激光器腔内光子作用时间有限，线宽很难深度压缩。为了进一步压缩线宽、抑制噪声，这种短腔主腔型激光构型也常结合外腔结构进行性能优化。目前常见的外腔结构包括空间外腔结构、光纤外腔结构和波导外腔结构等。在光纤器件和波导结构发展起来之前，外腔结构主要以空间光结合分立的光学器件为主。其中，基于光栅的空间外腔反馈结构主要由 Littrow 和 Littman 结构。这两种结构通常由激光增益腔、耦合透镜和衍射光栅组成。其中，光栅作为反馈元件，具有波长调节、模式选择，以及线宽压缩的作用。
此外，基于空间光结构的外腔反馈结构还可以是一系列的光学滤波器件，如 F-P 标准具、声光 / 电光可调滤波器和干涉仪等。这些滤波器件本身具有一定的模式选择能力，可以代替光栅，甚至某些滤波器件，如高 Q 值的 F-P 标准具在光谱窄化、线宽压缩方面要优于反射光栅。
随着光纤器件工艺的发展，使用集成化程度更高、鲁棒性更强的光纤波导或光纤器件代替空间光结构是提升激光器系统稳定性的有效方案。光纤外腔通常使用光纤器件相互拼接，组成全光纤外腔结构。这种结构集成度高，易于维护，抗干扰能力也更强。光纤外腔反馈结构可以是简单的光纤回路反馈，或是全光纤结构的谐振腔、FBG、光纤 F-P 腔和 WGM 等。
图4 全光纤线形腔
一体化的波导外腔反馈结构窄线宽激光器由于其更小的封装体积、更稳定的性能而被广泛关注。本质上波导外腔反馈还是沿用了光纤结构外腔反馈的相关技术原理，但是半导体材料更加多样，微纳加工技术让激光系统更加紧凑，稳定性更高，这使得波导外腔反馈窄线宽激光器更具实用性。目前常用的的激光半导体材料有 Si、Si3N4 、III-V 族材料等。
光电振荡激光构型是一种特殊的反馈激光构型，反馈信号通常为电信号或是光电同时反馈所示。最早应用在激光上的光电反馈技术就是 PDH 稳频技术，利用电学负反馈去调节腔长，将激光频率锁定到参考谱上，高 Q 值的谐振腔和冷原子吸收线谱。经过负反馈调谐，激光谐振腔可以根据激光运行状态进行实时匹配，频率不稳定性能够降低到 10-17 量级。但是电学反馈还是有很多局限性的，如反馈速度慢，伺服系统过于复杂，包含了大量的电路系统，这些特点导致激光系统技术难度大、控制精度高、成本高昂，且系统对于参考源的强依赖性也使得激光波长被严格限制在了某些频点，进一步限制了激光系统的实用性。
