1．纵模选择的意义及原则。
为了获得好的单色性和相干性的束，要求以单频振荡，在一般情况下，多横模器是一个多频器，而多纵模器的频率间隔则更大。器的振荡 纵横数目，由腔长、工作物质的增益线宽和激励水平等因素所决定。因为只有处于增益线宽内的那些纵模频率才有可能真正起振，形成多纵模振荡。某些实际应用， 如光通讯、全息、精密计量等要求具有高单色性、高相干性，必须单频工作，而纵模选择又是单频工作的必要条件。
设由增益线宽和 激励水平（阈值）所决定的振荡的大致频率范围为Δv，腔所允许的相邻两振荡纵模的频率间隔为δv，则实际起振的纵模数目为Δv/δv。由此可见，减少 振荡纵模数（即选纵模）可通过两条途径来实现：一是设法压缩器的增益带宽Δv；二是设法增大相邻两振荡纵模之间的频率间隔δv。下述的各种纵模选择方 法，均以此为依据。
2．纵模选择的方法。
（1）色散腔法。当工作物质具有多条荧光谱线或一条较宽的谱带时，在腔内放入色散棱镜或反射光栅等光学元件，可以进行粗选纵模。使选频振荡的线宽压缩到0.1-1nm左右。
①棱镜色散腔。在腔内置入色散棱镜，其选频振荡的最窄波长范围，由棱镜角色散和光束发散角所决定。设棱镜顶角为a，光束以最小偏向角δm方式通过棱镜（即光路对称），由于
n=sin[(δm+a)/2]/sina/2 (20-10)
棱镜的角色散率定义为：
Dλ=dδm/dλ (20-11)
将式（20－10）求导后则有：
Dλ=dδm/dn·dn/dλ=2sina/2/(1-n2sina/2)1/2·dn/dλ (20-12)
为使棱镜的插入损耗减到最小，应使光线入射角i以布儒斯特角iB入射。
则有： sina/2=siniB/n(20-13)
代入（20－12）式，则：
Dλ=2siniB/(n2(1-sin2iB))1/2·dn/dλ (20-14)
设腔内振荡光束的发散角为θ，则由棱镜色镜分光作用，腔内振荡谱线的最小波长间隔为：
Δλmin=1/Dλ·θ (20-15)
Δλmin=(n2(1-sin2iB))1/2/2siniB·dn/dλ·θ (20-16)
若取θ=1mrad（毫弧度）则Δλmin≈1nm。
氩离子器的488nm和514.5nm谱线可用此法将它们分开。
②光栅色散腔。这种色散腔用一反射光栅来代替谐振腔的一个反射镜。由光栅方程：
s(sina1+sina2)=Kλ (20-17)
式中d为光栅常数，a1为入射角，a2为反射角，K＝0、1、2、3……为干涉主极大的级数。
光栅角色散率
D=da2/dλ=K/dcosa2=d(sina1+sina2)/λdcosa2=sina1+sina2/λcosa2 (20-18)
当a1=a2=a0（光栅闪耀角）时：
D=2tga0/λ (20-19)
腔内允许的光束发散角为θ，由由于光栅色散而允许的振荡谱线宽度应为：
Δλ=θ/D=λ/2tga0·θ （20－20）
如a0＝30°、θ＝1mrad，在可见光波段可算出Δλ约为零点几纳米（nm）。由此可见，其色散选择能力比棱镜更高，而且不存在光束的透过损耗。可适用于较宽广的光谱区域内的多种器选模。
色散腔法虽能从较宽范围的谱线中选出较窄的振荡谱线，但在该谱线的荧光线宽范围内还存在着间隔为Δv=c/2nL的一系列分立的振荡频率－多纵模。因此色散腔法还只是粗选，为进一步选择单纵模，尚需采用其它方法。
（2）短腔法。对于一定的谐振腔，凡是落在荧光线宽范围内，且增益都处于阈值水平线以上的驻波振荡，均能形成振荡，此即多纵模工作状态。
相邻两纵模间隔为：
Δvq=c/2nL (20-21)
由式（20－21）可知，纵模频率间隔Δvq是与谱振腔腔长成反比的，为了在增益曲线中获得单一频率振荡，可设法增大纵模频率间隔，使其在荧光谱线有效宽度范围内，只存在一个纵模振荡。因此可通过缩小腔长L来实现，此即所谓短腔法选纵模原理。
此法简单、实用，可广泛应用于各种器，尤其是小功率气体器。
