本周《漲知識啦》主要給大家介紹的是激光器的橫模(lateral mode)和縱模(longitudinal mode)的區別。做為(wei) 激光器的兩(liang) 個(ge) 關(guan) 鍵參數，從(cong) 表象看會(hui) 讓人錯誤的理解為(wei) 僅(jin) 僅(jin) 是模式在方向上的不同。特別是對於(yu) 邊發射和麵發射兩(liang) 種不同激光器，更容易混淆。

首先，激光器的縱模指的是在激光器諧振腔內(nei) 形成的穩定駐波。對於(yu) 一個(ge) 固定的諧振腔，由於(yu) 滿足諧振腔來回振蕩相位匹配條件的波長有很多，隻要滿足這個(ge) 條件就可以形成穩定的駐波，所以在同一個(ge) 諧振腔內(nei) 會(hui) 存在很多駐波形式，而一個(ge) 駐波形式就對應一個(ge) 縱模。縱模可以和波長或者頻率聯係起來，可以簡單的理解為(wei) 一個(ge) 波長對應了一個(ge) 激光器縱模模式。如下圖所示，在波長範圍1300nm-1320nm之間存在著十幾個(ge) 激射峰，這些激射峰對應的就是縱模。一般情況下，諧振腔的腔長影響激光器的縱模數量，一般來說對於(yu) 普通的垂直腔麵發射激光器（VCSEL），由於(yu) 它的腔長很短，一般都是單縱模輸出。

圖一 激光器的激射光譜

激光器的橫模指的在垂直於(yu) 激光傳(chuan) 播方向上的橫截麵上的場型分布(包括電場和磁場），可以簡單理解為(wei) 場在這個(ge) 橫截麵上的形狀，這往往可以通過近遠場體(ti) 現。對於(yu) 基模，它在橫截麵上的形狀就是一個(ge) 光斑，那麽(me) 高階模在橫截麵上就是多個(ge) 光斑。所以，橫模的數量也會(hui) 影響激光器的光束質量。圖二為(wei) VCSEL激光器中不同橫模對應的遠場圖，高階模相比基模具有更大的發散角。

圖二 VCSEL中的不同橫模對應的遠場圖

所以，橫模和縱模是兩(liang) 個(ge) 不同的概念，縱模決(jue) 定的是頻譜特性，而橫模決(jue) 定的是光場的空間特性即近遠場特性。