在一個(gè)簡(jiǎn)單的激光器中，每一個(gè)模式都獨立地振蕩，彼此之間沒(méi)有固定的關(guān)系，本質(zhì)上就像一組獨立的激光器，它們都以略微不同的頻率發(fā)光。每種模式中光波的各個(gè)相位都不是固定的，可能會(huì )因激光器材料的熱變化等因素而隨機變化。在只有少數振蕩模式的激光器中，模式之間的干擾會(huì )導致激光輸出中的拍頻效應，導致強度波動(dòng)；在具有數千個(gè)模式的激光器中，這些干擾效應趨于平均到接近恒定的輸出強度。
 

　　每個(gè)光脈沖的持續時(shí)間由同相振蕩的模式數決定。如果有N個(gè)頻率間隔Δν的模式被鎖定，則整體鎖模帶寬為NΔν，且該帶寬越寬，激光器的脈沖寬度越短。實(shí)際上，實(shí)際脈沖寬度由每個(gè)脈沖的形狀決定，而每個(gè)脈沖的形狀又由每個(gè)縱模的精確振幅和相位關(guān)系決定。例如，對于產(chǎn)生高斯時(shí)間形狀脈沖的激光，最小可能脈沖寬度Δt由下式給出：
 

　　值0.441被稱(chēng)為脈沖的時(shí)間帶寬積，并根據脈沖形狀而變化。對于超短脈沖激光器，通常假設雙曲正割平方(sech2)脈沖形狀，給出0.315的時(shí)間帶寬積。
 

　　利用該方程，可以計算出與測量的激光光譜寬度一致的最小脈沖寬度。對于光譜寬度為1.5 GHz的氦氖激光器，與此光譜寬度一致的最短高斯脈沖約為300皮秒；對于128太赫茲帶寬的鈦寶石激光器，這個(gè)光譜寬度只有3.4飛秒。這些值代表與激光器線(xiàn)寬一致的最短高斯脈沖；在實(shí)際的鎖模激光器中，實(shí)際的脈沖寬度取決于許多其他因素，例如實(shí)際的脈沖形狀和腔的整體色散。
 

　　原則上，后續調制可以進(jìn)一步縮短這種激光器的脈沖寬度；然而，測得的光譜寬度將相應增加。