激光器的谐振频率和纵模频率

　　当光沿腔轴方向在腔的两个反射面之间来回传播时，产生两束方向相反、相互干涉的光波，因此，光在 腔内部沿着腔轴方向将将形成驻波。

　　若光学谐振腔的腔长为L，腔中充满折射率为n的激活介质，光腔内形成稳定的驻波条件是：

Δф=(2π／λ)2nL=q2π（18－5） 或2nL=qλ（18－6） 将波长λ换成频率：v=c/λ 则 vq=q(c/2nL)(18－7)

　　（18－5）、（18－7）式就是腔中沿轴向传播光波的谐振条件。而满足（18－7）式的vq称 为腔的谐振频率。该式表明，腔中的谐振频率是分立的。

　　通常把腔内沿轴方向（纵向）形成的每一种稳定驻波场分布称为腔的纵模。不同的q值相应于不同的纵模。每一种纵模的频率vq由式（18－7）决定。腔的相邻两个纵模的频率之差Δvq 称为纵模间隔。由（18－7）式得出：

　　Δvq=vq+1-vq=c/2nL　　　　　　（18－8）

　　可以看出，Δvq与q无关，对一定的光腔为一常数，因而腔的纵模间距排列的。

　　由（18－7）式可知，激光的纵模间隔与腔长有关，腔越长，Δvq越小，能同时振荡纵模数 也越多；腔越短，Δvq越大。

　　由（18－7）式所决定的谐振频率有很多，但只有落在原子（分子或离子）的荧光谱线范围内，并满足阈值条件的那些频率才能形成激光，成为纵模频率。通常称出现一个纵模频率的激光器为单频（或单纵模 ）激光器，而出现多个纵模频率输出的称多频（或多纵模）激光器。