במקרים רבים, פעולה חד-כיוונית (התפשטות האור רק באחד משני הכיוונים האפשריים) נאלצת על ידי הכנסת אלמנט לתוך חלל התהודה, מה שגורם להפסדים שונים לכיווני התפשטות שונים, ניתן לשלב זאת עם מכשיר מקטב כדי ליצור מסובב Faraday (למשל, פני השטח של ברוסטר של גביש לייזר). אם מתממשת פעולה חד-כיוונית, אזי אין דפוס הפרעות גל עומד במדיום ההגברה (למעט ליד נקודת ההשתקפות), ולכן אין מקום לשריפת חורים. לפיכך, פעולת חד-תדר מתממשת בקלות.
חלל תהודה בלייזר טבעת תוך שימוש במבודד אופטי לפעולה חד-כיוונית
בפרט, ניתן להתייחס לתכנון של לייזרים גוף מוצק, לייזרים טבעתיים חד-כיווניים, כשיטה סטנדרטית להשגת פליטה יציבה בתדר בודד.
תמונת חיבור לייזר ירוק VERDI
מתנד טבעת לא מישורית
סוג נפוץ של לייזר טבעת במצב מוצק נקרא מתנד טבעת לא מישורי, הידוע גם כ-NPRO או MISER, שהוא עיצוב לייזר מונוליטי שבו כל חלל התהודה של הלייזר מורכב מהגביש המצופה בלבד. למרות שהגביש הזה מורכב יותר לייצור מאשר גביש לייזר רגיל, הכיול קל למדי והלייזר מאוד יציב וחזק.
מבנה של לייזרים טבעת מונוליטיים (NPRO או MISER)
ישנם גם כמה לייזרים סיבים עם תצורות תהודה טבעת. לייזרים טבעות סיבים בדרך כלל נפוצים יותר כלייזרים נעולים במצב מאשר לייזרים בתדר בודד. תצורה נפוצה היא לייזר בצורת דמות של שמונה המכיל מראה טבעת לא ליניארית כבולם רווי יעיל. הגיאומטריה הטבעתית לא נועדה להימנע מהשפעות של חורים שורפי חלל, אלא עוקבת אחר עקרון הבולם הרווי (מראה טבעת לא ליניארית), שנדרש גם לעיצוב דופק.
ישנם גם לייזרים טבעתיים, כמו אלה המשמשים בג'ירוסקופים אופטיים, שבהם יש צורך בפעולה דו-כיוונית. מחוץ לחלל התהודה של הלייזר, ניתן לזהות גוון פעימה של מהירות האור התואם לכיווני התפשטות שונים, ותדירות הפעימה נותנת אינדיקציה לתדר הזוויתי שבו מסתובב הלייזר (אפקט סגנאק). נלקח כדי למנוע נעילה קוהרנטית של הגל הפזור לאחור.
בפרט, יש להימנע אפילו מהשתקפויות טפיליות חלשות מאוד (במראות לייזר לא מושלמות), הניתנות לחיבור למצבי פיזור לאחור.
