共振器内の発振モード(縦モード)間の位相関係が固定されている状態(Phase lonking)をモード同期状態(Mode locking)という。図1にモード同期している共振器中の状態を模式的に示した(図中には3つのモードのみ描いた)。モード(図1 中では青、緑、赤の線で表した波長の光)の位相が揃っており、各波長の山が揃った部分でのみ、パルスが発生する。このパルスの一部が共振器内を一周することに、共振器の外に出ることにより、パルス列が生成される。
図1：モード同期の簡単なイメージ図
利得スペクトルが広いレーザー媒質では、利得スペクトル内で、発振閾値を超える縦モードの数が多くなるので超短パルス光が発生しやすい。
