怎麼理解激光的模式？

01-03

概念知道，始終不明白模式代表什麼物理意義和物理圖像。橫模縱模、單模多模的本質區別在哪裡？

首先提住要搞清激光器模式有橫模和縱模之分，為什麼要分清呢？因為兩者本質不同！

1、縱模：縱模是指在激光器諧振腔沒所形成的穩定駐波形式！在同一個諧振腔內會存在很多駐波形式，因為滿足腔內的相位匹配條件的有很多，只要滿足這個條件就可以形成穩定的駐波(這裡忽略了振幅條件，我們假設激光器有源區的增益譜很寬)，一個駐波形式就對應一個縱模！理解縱模，題主可將它與激光波長聯繫，你可以簡單的理解為一個波長對應了一個激光器縱模模式。

2、橫模：橫模指的是激光的場(包括電場和磁場)在垂直於激光傳播方向上的橫截面上的分布，簡單的理解為場在這個面上是什麼樣子！比如說基模，它在橫截面上的分布就是一個光斑，高階模在橫截面上有多個光斑！注意，當橫截面上看到一個光斑，即基模，它不一定是單縱模！

3、單模和多模：我這裡就默認題主說的是縱模，因為我們平常所說的單模多模都指縱模，而橫模都說基模和高階模！如果按照我前面說的將激光器波長與縱模聯繫起來，單模和多模的區別就很明顯了！單模就是激光器輸出只有一個波長的光，多模的話，激光器的輸出光中就包含了多個波長！

縱模和橫模沒有必然聯繫！

占坑，明天開電腦補充詳細！

-----------------------8.28---------------------------------

概念原理題主已經很清楚了，下面我就簡單地用圖形來給題主說一下縱模和橫模。

前面已經說過，縱模對應著激光器諧振腔內的駐波形式，比如

圖中所示的是在激光器諧振腔內滿足閾值增益條件的兩個駐波，這兩個駐波都可以得到穩定的激光輸出，但它們所對應的波長不同，即駐波1對應著一個縱模，駐波2對應著另外一個縱模。如果由於各種原因，使得激光器諧振腔內最後只存在一個穩定的駐波形式，那麼激光器就可以獲得單縱模輸出。然而，在激光器端面存在一定反射率的情況下，激光器內會存在一些列的FP模式，由於我們所選擇的主模與次模的功率差值較大（通常邊模抑制比大於30dB的我們都認為的單縱模激光器），所以我們可以認為激光器是單縱模輸出的。

這是我用matlab模擬的AR(10%)-HR(90%)的半導體激光器的一些頻譜圖。第一幅圖中可以看到激光器的輸出邊模抑制比大於40dB，我們認為它是單縱模輸出的，第二幅圖中，明顯有兩個很相近的縱模模式，我們認為它是雙縱模。兩幅圖中可以清楚的看到由於激光器端面反射率不為零，因此它就是一個FP諧振腔，所以會存在一些列的FP模式，但由於增益譜的不平坦，在模式競爭的過程中被熄滅。

這3幅圖是某脊波導激光器橫截面上的光場分布。第一幅圖上可以看到他只有一個橢圓形的光斑，我們稱為基模，而後兩幅圖中，光斑被分成了兩份和三份，我們稱為一階模和二階模（高階模）。另外我們常說到的導模、泄露模等，應該是都是從橫模的角度來說的。以上，純手打，如有不準確的地方還請指正！希望可以幫到題主。

激光原理的基礎內容吧，你應該再看看書，而不是問問題。網上隨便搜一搜課件多的是。

橫模是強度的空間分布，和縱模完全兩碼事，縱模對應的是頻率。

單模是指橫模還是縱模？如果是橫模，單模指的是基橫模，拉蓋爾高斯光束的話就是TEM00模，導波則是EH11。

直觀的理解是基橫模時光斑不分瓣，高階模要不然分很多瓣，要不然分很多環，取決於M、N的值。

縱模是個和波長有關的量，如果是駐波腔，那麼腔內能夠起振的波長的整數倍等於腔長。行波腔例外，取決於增益介質支持的能級。多縱模起振時，縱模v的間隔dv與腔長L成反比。

還有就是單縱模激光器，腔內幾乎只有一個波長得到振蕩放大，也稱為窄線寬激光器。

橫模指激光橫截面的光場，簡單來說就是光斑的形狀，有00模10模01模等等，形成原因為激光振蕩過程中發生的干涉，具體計算見激光原理；

縱模描述的是腔內縱向的光場，簡單來說就是不同的振蕩模式，即不同頻率的激光在腔內同時穩定存在。兩者描述的角度不同。

單模多模就是看可以在腔內形成駐波的激光頻率是單一的還是多樣的，要將多模變成單模可以通過調節外腔反饋等方法來實現。

小學生個人理解，僅供參考，出錯勿怪。

橫模是空間分布，縱模是時間（頻率）分布。

單模（單縱模）指只有一個輸出頻率，多模自然是多個…

單橫模指只有基模，對應一類貝塞爾函數0階，高階模對應高階貝塞爾函數的空間分布，會與光軸方向有不同。

我也在問這個問題