תדירות אופן התנודה האורכי הבסיסי של המהוד:

תדירות אופן תנודה אורכי m מוגדרת על ידי:

כלומר, תדירות כל אופן תהודה אורכי שווה למכפלת מספר האופן m בתדירות אופן התנודה הבסיסי.

הפרש התדירויות בין שני אופני תנודה סמוכים שווה לתדירות הבסיסית של המהוד.

אופני תנודה אורכיים בלייזר

אופני התנודה האורכיים של הלייזר מתארים גלים הנוצרים לאורך המהוד.

ראינו כי:

• גלים עומדים נוצרים כאשר שני גלים בעלי אותה משרעת ואותה תדירות מתאבכים בתוך המהוד תוך תנועתם בכיוונים מנוגדים.
• מהוד אופטי של לייזר נוצר ע"י שתי מראות בקצות תווך הלזירה.
  הגלים העומדים נוצרים ע"י החזרת הקרינה הא"מ לתווך, ואילוצה לנוע במסלול הלוך ושוב בין המראות.
  הלייזר הוא מהוד אופטי – כלומר הגל הא"מ יוצר גל עומד בין שתי מראות המהוד.
• התדירויות המותרות לקרינה הא"מ ליצירת גלים עומדים בתווך, תלויה רק באורך המהוד ובמקדם השבירה של התווך הממלא אותו.
  אופני תנודה אלו יוצרים אוסף תדירויות הממוקמות במרחקים שווים אחת מהשניה.
• מותרות רק תדירויות של גלים עומדים היוצרים צמתים בשתי המראות בקצות המהוד. כלומר, אורך המהוד מהווה כפולה שלמה של חצי אורך הגל שלהן:

במוצא הלייזר נפלטת קרינה אלקטרומגנטית רק בתדירויות מסוימות:

• תדירויות שעבורן יש לתווך הפעיל הגבר מספיק כך שיפצה על כל האיבודים.
• תדירויות שעבורן נוצרים גלים עומדים (אופני תנודה) במהוד הלייזר.

בדרך כלל נוצרים מספר אופני תנודה, שהמרחק ביניהם נקבע על פי אורך המהוד ועל פי מקדם השבירה שלו.

אופן התנודה הבסיסי – גאוסיאן

התפלגות העוצמה של הקרינה הנפלטת באופן התנודה הרוחבי הבסיסי TEM₀₀ (גאוסיאן) ניתנת ע"י:

תכונותיו של אופן התנודה הבסיסי:

1. התבדרות אלומת הקרינה שלו נמוכה יותר מכל שאר אופני התנודה.
2. ניתן למקדו לכתם הקטן ביותר מכל שאר אופני התנודה.
3. הקוהרנטיות המרחבית שלו גבוהה מכל שאר אופני התנודה.
4. ההתפלגות המרחבית של אלומת קרינה גאוסיאנית נשארת התפלגות גאוסיאנית עם התקדמות האלומה דרך מערכות אופטיות במרחב.

דיאגרמת היציבות של מהוד לייזר מתארת את הפרמטרים הגיאומטריים של המהוד:

תנאי ליציבות המהוד:

0 < g1g2 < 1