ファブリ・ペロー型共振器内で光が安定して存在するためには、図 (a) 及び (b) のように共振器内に定在波ができており (光が共振器内を 1 往復したときの位相遅れが 2πm) 、なおかつ定在波の節がミラーの位置になければならない。 したがってこのとき共振器長 l は光の波長 λ の半分の整数倍になる。 これが式で示した共振条件である。この条件を満たす周波数を縦モードと呼び、共振器の軸方向にできる定在波の電界分布を表す。

これに対し横モードとはビー ム断面上の定在波の分布を示している。後述する光ファイバーのモードとは、一 般的に横モードを示す。

縦モードの様子について、横軸を周波数、縦軸を透過率として図 (c) に示す。 共振状態では、縦モードの中心周波数である共振周波数で透過率がピークになり、一定間隔で縦モード (透過率のピーク) が現れる。この間隔を縦モード間隔または自由スペクトル間隔 (Free Spectral Range:FSR) と言う。そして、縦モードの半値全幅を ∆ν1/2 で表す。共振器の透過特性の目安 (共振の鋭さの目安) としてフィネスが用いられる。フィネスは

1.3.9

で示される。 共振器内にレーザー媒質がない、いわゆる受動共振器の場合、上記共振条件において∆k=0であり、k=2π/λより共振周波数νm

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