Dans une cavité laser dont le milieu amplificateur possède une bande d’émission suffisamment large comme c’est le cas du Titane-Saphir, plusieurs milliers de modes longitudinaux de la cavité peuvent osciller et être amplifiées. Si il n’y a aucune relation de phase entre ces modes, l’émission du laser est constituée
d’une superposition incohérente de ces modes en régime continu. Par contre si on arrive par un moyen quelconque à mettre en phase ces modes dans la cavité, le régime d’émission devient impulsionnel, on parle alors de blocage de modes (mode-locking) .
Le blocage de modes est réalisé en introduisant dans la cavité laser un élément qui module les pertes.
Pour favoriser le mode impulsionnel, cet élément doit avoir une transmission qui augmente avec l’intensité qui le traverse. Dans les oscillateurs Titane-Saphir c’est l’effet Kerr Optique qui est utilisé.
En effet il va introduire l’apparition d’une lentille Kerr dans le cristal lorsque l’intensité augmente.
Cela va modifier la divergence du faisceau dans la cavité.
Une fente placée dans la cavité va permettre de s´électionner le mode correspondant au régime impulsionnel
qui va pouvoir ainsi s’installer durablement. Il est également possible d’adopter une géométrie de la cavité
laser qui favorise le mode impulsionnel par rapport au mode continu.
Le seconde condition à réaliser est la compensation de la dispersion du temps de groupe introduite par
les éléments traversés, principalement le cristal. En effet chaque mode a une longueur d’onde différente
et parcourt donc un chemin optique différent dans la cavité. La compensation est réalisée soit avec une
ligne à prismes introduite dans la cavité, soit pour les oscillateurs plus récents, à l’aides de miroirs  chirpés.