Мы убедились, что резонатор лазера существенно влияет на выходную мощность излучения, а также на его спектральные характеристики. В действительности влияние резонатора на свойства лазерного излучения является еще более значительным и принципиальным. Резонатор формирует определенные состояния поля излучения; их называют модами (типами колебаний) резонатора.
Отдельная мода обозначается так:
ТЕМmnq,
где m, n – поперечные индексы моды, a q – продольный индекс; это то самое число q, которое фигурирует в соотношениях (7.31) и (7.32).
Каждая мода характеризуется определенной пространственной структурой поля – определенным распределением амплитуды и фазы поля в перпендикулярной к оси резонатора плоскости, в частности, на поверхности зеркал резонатора. Специфику этой структуры фиксируют поперечные индексы моды m и n.
Конкретному сочетанию индексов m и п соответствует ряд мод с разными значениями индекса q; это продольные моды (их называют также аксиальными модами). В спектре генерации каждой из них отвечает своя спектральная линия резонатора. Например, на рис. 7.14 представлены семь продольных мод; мода, соответствующая частоте , есть центральная продольная мода.
Совокупность продольных мод с данным сочетанием индексов m и n объединяют под названием поперечной моды. Поперечная мода обозначается как
ТЕМmn.
Каждый тип поперечной моды имеет определенную структуру светового пятна на зеркале резонатора. На рис. 7.15 показана структура наблюдаемого на круглом зеркале светового пятна для нескольких наиболее простых (низших) поперечных мод. Видно, что чем меньше значения поперечных индексов, тем сильнее сконцентрировано поле моды вблизи центра зеркала.
Поперечную моду ТЕМ00 называют основной модой. Для, нее характерна наиболее простая структура светового пятна.
Наблюдаемая в реальных условиях структура светового пятна часто представляет собой суперпозицию нескольких поперечных мод (многомодовый режим генерации). Спектр генерируемого излучения содержит обычно несколько спектральных линий (многочастотный режим генерации).