в субміліметровому і інфрачервоному діапазонах хвиль запропонував А. М. Прохоров. Основна особливість оптичного діапазону хвиль полягає в тому, що довжина хвилі електромагнітного випромінювання цього діапазону дуже мала, так що практично завжди розміри резонаторів виявляються суттєво більше довжини хвилі. У сантиметровому діапазоні хвиль широко використовуються об'ємні
е резонатори, розміри яких порівнянні з довжиною хвилі. У такому резонаторі зазвичай виникає один, основний, тип коливань, довжина хвилі кр якого визначається розмірами об'ємного резонатора і діелектриком, заповнює його. Коливання з великими довжинами хвиль (> кр ) не виникають внаслідок того, що не виконуються умови резонансу для них. Коливання ж з < кр в резонаторі виникають, але втрати для них в генераторі істотно більше, ніж для основного коливання, і вони швидко затухають. Число власних типів коливань об'ємного резонатора з ідеально провідними стінками визначається виразом
,
де V-обсяг резонатора, а довжина хвилі власного типу коливань резонатора у формі прямокутного паралелепіпеда - зі співвідношення
=,
де m, n і q - цілі числа; L і D - довжини сторін паралелепіпеда.
В оптичному діапазоні хвиль інтервали між частотами сусідніх типів коливань дуже малі, так що спектр власних коливань об'ємного резонатора практично безперервний. У результаті цього можливе одночасне збудження великого числа власних коливань, що не дозволяє отримати високу монохроматичність випромінювання. Істотне розрідження спектру власних коливань спостерігається у відкритих резонаторах, так як у них відсутні бокові стінки і, отже, середня хвилі не можуть встановлюватися перпендикулярно довжині резонатора.
У відкритому резонаторі втрати малі тільки для тих хвиль, напрям поширення яких перпендикулярно площинам дзеркал або відхилено від нього на невеликий кут. Всі інші типи коливань мають дуже великі втрати і швидко згасають. У лазерної техніці часто типи коливань позначають ТИМ nmq і називають модами. Розрізняють поперечні і поздовжні моди відкритих резонаторів. Поперечні моди характеризують розподіл поля на дзеркалах. Порядок поперечної моди визначається числами m = 0, 1, 2, 3 ... і п = 0, 1, 2, 3, ..., які показують, скільки півхвиль має розподіл поля вздовж боку дзеркала (рис). Поздовжні моди характеризують розподіл поля по довжині резонатора. Порядок поздовжньої моди визначається числом q, яке практично дорівнює числу півхвиль лазерного випромінювання, укладаються на довжині
резонатора. Так як в лазерної техніки зазвичай довжина резонатора істотно більше довжини хвилі лазерного випромінювання, то числа q дуже великі. Зміна числа q на одиницю мало змінює частоту (за порівняно з самою частотою) випромінювання лазера, тому часто однією поперечною моді (заданим числах т і n) відповідає велике число поздовжніх мод. Режим роботи лазера, при...
