縱模

平面腔的前六個縱模。

光學諧振腔的縱模是一種由諧振腔邊界條件所限定的特定的駐波模式。 腔的模式對應於沿腔軸向傳播的經由腔的反射表面多次反射之後形成相長干涉的波的波長。其餘的波長則因相消干涉而抑制。腔模中，縱模的波節沿着腔的軸向分布。對應的，橫模的波節垂直於腔軸方向分布。

簡單腔

一個常見的縱模示例是激光產生的波長。在最簡化的情況下，是由兩面相對的平面鏡構成的諧振腔（平面腔或法布里-珀羅諧振腔），腔內為真空。腔中允許（形成相長干涉）的模式，是那些鏡間距（即腔長）恰好是其半整數倍的波長，λ：

$L=q{\frac {\lambda }{2}}$

其中，q是一整數，被稱為模序數。 通常，鏡間距L是遠大於光的波長的，所以q的值經常會很大（大約為10⁵到10⁶）。兩個相鄰的縱模，q和q+1，的頻率間距就可以被給出（對於一個線性的長為L的空諧振腔）：

$\Delta \nu ={\frac {c}{2L}}$

其中c是真空中的光速。這個間隔也被稱為自由光譜範圍。

複合腔

如果一個腔不是空腔(比如，包含了一個或更多具有不同折射率的介質)，則腔的縱模的頻率間隔為：

$\Delta \nu ={\frac {c}{2\sum _{i}n_{i}L_{i}}}={\frac {c}{2}}\left[{\frac {1}{n_{1}L_{1}+n_{2}L_{2}+n_{3}L_{3}+\ldots }}\right]$

其中，L_i是第i個介質的幾何長度，n_i是第i個介質的折射率。 更廣泛地說，對任意一個腔，其縱模都可以通過解具有合適的邊界條件的波動方程得到。 對一個腔來說，無論橫波還是縱波都會有縱模。 對縱模的分析，在一個單橫模激光中是是特別重要的，例如，在單模光纖激光當中。這樣一個激光的縱模的數量可以通過比較增益光譜範圍和縱模的頻率間隔來估計。

單個縱模的功率

對一個單橫模的激光而言, 其單個縱模的功率可以通過相干添加的方法來獲得很大的提升。這樣一種添加可以同時使單橫模激光的輸出功率提升並減少縱模數量，因為這個系統會自動選取出對所有合併的激光的共有模式。縱模的減少數量取決於相干添加的條件。相干添加的極限是當合併的激光系統只餘下一個在增益光譜範圍內的縱模的時候。如果繼續添加，不僅會導致相干添加的效率降低，也不會繼續增加單個縱模的功率。

參見

• 鎖模技術
• 固有模式