Еще большее сужение генерируемой спектральной линии достигается тогда, когда выделяется (селектируется) единственная продольная мода, т.е. когда генерируется лакая-то одна из (заштрихованных см. рис. 7.14) спектральных линий резонатора. Обычно селектируют центральную продольную моду (центральную спектральную линию).
Напомним, что ширина () такой линии, измеряемая по шкале частот, определяется по формуле (7.34). Полагая, что добротность резонатора и что для = 1 мкм частота Гц (), находим, что Гц. Чтобы получить соответствующую ширину по шкале длин волн, надо воспользоваться соотношением:
.
Отсюда находим, что ширина () отдельной продольной моды имеет порядок 10 -5 – 10 -6 мкм.
Наиболее простой способ селекции центральной продольной моды предполагает уменьшение длины резонатора. Согласно формуле (7.33), измеряемое по шкале частот расстояние между соседними продольными модами обратно пропорционально длине резонатора:
.
С уменьшением длины резонатора () возрастает, соседние продольные моды как бы раздвигаются. А поскольку интенсивность мод ограничена линией усиления, то такое раздвигание мод приводит к тому, что интенсивность центральной моды становится значительно больше интенсивности соседних мод. Поднимая соответствующим образам уровень потерь, можно исключить генерацию этих соседних мод. Для пояснения обратимся к рис. 9.2, где показаны линия усиления и продольные моды для некоторой длины (L) резонатора, прямая АА – уровень потерь в резонаторе (рис. 9.2, а); продольные моды в случае, когда длина резонатора уменьшена вдвое по сравнению с исходной, прямая , соответствующая новому уровню потерь в резонаторе (рис. 9.2, б).
Данный, способ селекции центральной продольной моды выгодно отличается от других способов своей простотой. К сожалению, уменьшение длины резонатора имеет отрицательные стороны – снижается выходная мощность, увеличивается расходимость излучения. Поэтому более интересны способы селекции, основанные на использовании резонаторов с дополнительными зеркалами.