單頻光纖激光器是一種基于半導體激光器泵浦，稀土摻雜光纖作為增益介質，結合相對復雜的控制技術的高精密單縱模超窄線寬激光光源，能提供低的相位噪聲和相對強度噪聲，窄的頻譜線寬和長相干長度。
窄線寬光纖激光器，由左右兩端由窄帶光柵提供諧振反饋，中間的特種光纖提供光的放大，在外部LD的泵浦下，激發出窄帶激光。由于特種光纖具有高的增益，所以在確保足夠高的功率輸出的同時（10-200mW），由于與兩光柵間形成的諧振器長度短（1厘米），所以從物理結構上決定了輸出激光是一個單縱模的、窄線寬的光束，而無需選頻、穩頻，也不會跳模，這和很多半導體激光器的原理是根本上的不同（后者需要很多穩頻手段）。

在光纖通信中，目前商用光源的激光線寬為0.2 nm （20 dB），盡管DWDM 技術的應用大大提高了信息傳輸的信道數，但由于信號光源激光線寬的限制，其在C波段也僅有80 信道。為了適應當前和未來社會對于海量信息傳輸和處理的要求，需要不斷拓展光纖的帶寬（如，當前世界各 正在研究的超寬帶（S+C+L）光傳輸技術）。利用單縱模窄線寬光纖激光器作為通信光源，為我們解決該問題提供了另一種技術途徑。單縱模窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的十萬分之一，這可以大大減少信道的寬和信道之間的間距，僅在C波段可以將光纖通信的信道數提高幾個數量級，此外，該激光器窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色散，更有利于遠距離傳輸。

窄線寬光纖激光器，另一個亮點是可以實現線性頻率調制。在激光諧振腔上面增加一個PZT電路，在外部正弦波長電壓的驅動下，會帶動PZT對諧振腔的長度進行線性拉伸，從而實現激光輸出頻率的改變。這在基于FMCW原理和PGC解調各種系統中有著十分重要的應用。PZT調制的一個優勢，是可以實現快速的調制，一般可以達到20Khz甚至更高，這取決于PZT器件的性能。另外，窄線寬光纖激光器的調頻，不同于半導體激光器的原理，它不會出現后者“伴生調幅”現象帶來的輸出功率的波動，這在很多應用中無疑是至關重要的。

所謂窄線寬激光器，是通過可調濾波器、F－B濾波器、Bragg光柵等波長選擇器對增益譜內起振的縱模數進行限制，只讓滿足特定條件的少數幾個縱模，甚至只有一個縱模發生激光振蕩。窄線寬光纖激光器的輸出光具有高的時間相干性和低的相位噪聲，使得其在高分辨干涉儀、相干通信、光纖傳感和激光等領域具有重要的應用。
激光光譜學、大氣吸收測量：可以用來研究譜線的精細和超精細分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加寬、碰撞位移等效應。還可以利用激光觀察到有趣的相干瞬象等等。