光学谐振腔是激光器设计中的关键组件，它允许光波在两个或多个反射镜之间反复反射，从而增强光能。通常，这些反射镜是平面镜或者是球面镜，它们与激光工作介质（如气体、固体或半导体）的轴线垂直。当工作介质中的粒子数发生反转，并实现激光的放大时，谐振腔的作用就显得尤为重要。
谐振腔的选择机制确保了只有那些与腔内光频率匹配的光子才能得到放大。非轴向传播的光子由于不能持续反射，很快会离开谐振腔，而沿轴线传播的光子则能在腔内形成稳定的振荡，并与受激辐射过程相互作用，最终形成具有单一频率和相位的激光束。
为了获得可用的激光输出，谐振腔中的一部分反射镜被设计成部分透射，这样部分光可以透射出来，用于各种应用。反射镜的部分反射则保证了腔内光子的持续增殖。
谐振腔的设计不仅影响激光的输出特性，还决定了可用的模式（或称为本征模）。腔的长度和反射镜的曲率半径等因素共同决定了谐振腔的Q值和模式，进而影响激光的模式结构和特性。不同类型的谐振腔设计，如球面镜谐振腔、Fabry-Perot谐振腔等，都有其独特的模式特性和应用场景。
