Прежде всего, отметим, что спектральные характеристики излечения определяются выбором активной среды. Активные центры характеризуются той или иной системой энергетических уровней и, как следствие, определенным набором генерируемых спектральных линий. Используя различные типы лазеров, можно получить когерентное излучение, в принципе, любой длины волны в диапазоне примерно от 0,1 до 100 мкм и выше.
Говоря об управлении спектральными характеристиками лазерного излучения, будем рассматривать возможность воздействия на частоту излучения после того, как выбраны тип лазера и конкретная активная среда.
Казалось бы, существует простой способ воздействия на спектральные характеристики испущенного лазером излучения, предполагающий использование различного рода фильтров, которые пропускали бы излучение лишь в определенном диапазоне длин волн. Однако этот способ малоинтересен, так как связан с большими потерями световой мощности. На практике предпочитают управлять спектральными характеристиками излучения, применяя внутрирезонаторные методы, т.е. воздействуя на процесс генерации. Вместо того, чтобы «отсекать» световую мощность, излученную на «ненужных» длинах волн, предпочитают позаботиться о том, чтобы на «ненужных» длинах волн излучение попросту не генерировалось.
У активного центра имеется, как правило, несколько рабочих переходов. Во многих случаях желательно, однако, чтобы генерация происходила лишь на каких-то определенных переходах или даже на каком-то одном переходе. На остальных рабочих переходах генерация не должна возникать; эти переходы, как говорят, должны быть подавлены.
В качестве примера возьмем гелий-неоновый лазер. Атомы неона имеют три основных рабочих перехода; им соответствуют длины волн 3,39, 1,15 и 0,63 мкм. Начальный коэффициент усиления растет в данном случае с увеличением длины волны. В то же время гелий-неоновый лазер используют обычно как источник красного излучения (0,63 мкм). Чтобы предотвратить генерацию на переходах 3,39 и 1,15 мкм, применяют специальные селективные отражающие покрытия зеркал резонатора. В результате генерация реализуется только на переходе, отвечающем длине волны 0,63 мкм.