Продольный режим
Продольная мода резонатора представляет собой особую картину стоячих волн , образованную волнами , заключенными в резонаторе . Продольные моды соответствуют длинам волн волны, которые усиливаются за счет конструктивной интерференции после многочисленных отражений от отражающих поверхностей резонатора. Все остальные длины волн подавляются деструктивной интерференцией.
Продольная модовая картина имеет узлы , расположенные аксиально по длине резонатора. Могут существовать и поперечные моды с узлами, расположенными перпендикулярно оси полости.
Типичным примером продольных мод являются длины волн света , создаваемые лазером . В простейшем случае оптический резонатор лазера образован двумя противоположными плоскими (плоскими) зеркалами , окружающими усиливающую среду (плоскопараллельный резонатор или резонатор Фабри–Перо ). Допустимыми модами резонатора являются те, в которых расстояние между зеркалами L равно точному кратному половине длины волны λ :
На практике расстояние между зеркалами L обычно намного больше, чем длина волны света λ , поэтому соответствующие значения q велики (примерно от 10 5 до 10 6 ). Разделение частот между любыми двумя соседними модами q и q +1 в материале, прозрачном для длины волны лазерного излучения, определяется (для пустого линейного резонатора длиной L ) как Δ ν :
Если резонатор непустой (т.е. содержит один или несколько элементов с разными значениями показателя преломления ), используемые значения L являются длинами оптического пути для каждого элемента. Разнос частот продольных мод в резонаторе определяется выражением:
В более общем смысле продольные моды могут быть найдены для любого типа волны в резонаторе путем решения соответствующего волнового уравнения с соответствующими граничными условиями .
