详细介绍激光器的横向模式和纵向模式之间的差异

本周的“知识积累”主要介绍激光器的横向模式和纵向模式之间的差异。作为激光器的两个关键参数，从外观上会误会它仅仅是模式方向上的差异。
尤其对于两个不同的激光器（边缘发射和表面发射），更容易混淆。首先，激光的纵向模式是指在激光腔中形成的稳定驻波。
对于固定的谐振腔，由于存在许多满足谐振腔的相位匹配条件来回振荡的波长，只要满足该条件，就可以形成稳定的驻波。因此，在同一谐振腔中将有许多驻波形式。
波形对应于纵向模式。纵向模式可以与波长或频率相关，并且可以简单地理解为与激光器的纵向模式相对应的波长。
如下图所示，在1300nm-1320nm的波长范围内有十几个激光峰，这些激光峰对应于纵向模式。通常，谐振腔的腔长度会影响激光器的纵向模式数量。
一般而言，对于普通的垂直腔表面发射激光器（VCSEL），由于其腔长度短，因此通常是单个纵向模式输出。图1激光激射光谱激光的横向模式是指垂直于激光传播方向的横截面上的场分布（包括电场和磁场）。
可以简单地理解为在此横截面上的场的形状，通常为。它可以在近场和远场中反映出来。
对于基本模式，其在横截面上的形状是一个点，然后高阶模式在横截面上具有多个点。因此，横向模式的数量也将影响激光器的光束质量。
图2是与VCSEL激光器中不同横向模式相对应的远场图。高阶模的发散角比基础模具大。
图2对应于VCSEL中不同横向模式的远场图。因此，横向模式和纵向模式是两个不同的概念。
纵向模式确定光谱特性，而横向模式确定光场（即，近场和远场）的空间特性。特征。
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