Modo longitudinal
Un modo longitudinal de una cavidad resonante es un patrón de onda estacionaria particular formado por ondas confinadas en la cavidad. Los modos longitudinales corresponden a las longitudes de onda de la onda que se refuerzan mediante la interferencia constructiva después de muchas reflexiones de las superficies reflectantes de la cavidad. Todas las demás longitudes de onda se suprimen mediante interferencias destructivas.
Un patrón de modo longitudinal tiene sus nodos ubicados axialmente a lo largo de la cavidad. También pueden existir modos transversales , con nodos ubicados perpendiculares al eje de la cavidad.
Un ejemplo común de modos longitudinales son las longitudes de onda de luz producidas por un láser . En el caso más simple, la cavidad óptica del láser está formada por dos espejos planos opuestos (planos) que rodean el medio de ganancia (un plano paralelo o cavidad de Fabry-Pérot ). Los modos permitidos de la cavidad son aquellos en los que la distancia de separación del espejo L es igual a un múltiplo exacto de la mitad de la longitud de onda, λ :
En la práctica, la distancia de separación de los espejos L suele ser mucho mayor que la longitud de onda de la luz λ , por lo que los valores relevantes de q son grandes (alrededor de 10 5 a 10 6 ). La separación de frecuencia entre dos modos adyacentes, q y q 1, en un material que es transparente a la longitud de onda láser, se dan (para un resonador lineal vacío de longitud L ) por Delta nu :
Si la cavidad no está vacía (es decir, contiene uno o más elementos con diferentes valores de índice de refracción ), los valores de L usados son las longitudes del camino óptico para cada elemento. El espaciado de frecuencia de los modos longitudinales en la cavidad viene dado por:
De manera más general, los modos longitudinales se pueden encontrar para cualquier tipo de onda en una cavidad resolviendo la ecuación de onda relevante con las condiciones de contorno apropiadas .
