在评价和选用激光束时常涉及激光的纵模和横模，什么是激光的纵模和横模呢?下面作简要介绍。
（1）纵模
在激光器中，光波在谐振腔内沿轴线方向来回反射，这些反射的波之间产生相干叠加，只有那些在腔内能形成驻波的光才能形成振荡放大，产生激光。
设腔长为 ，介质折射率为 ，波长为 ，则在腔内容许存在的光波波长满足下述条件
 1，2，3，… |
（14-18） |
式（14-18）表示的关系称为谐振条件。把 代入上式，得
式中 称为谐振频率。通常谐振频率有许多个，每一个谐振频率称为一个纵模。但是，由于受到激活介质辐射的谱线宽度的限制，则只有某几个谐振频率的受激辐射可以得到振荡放大而形成激光。
由式（14-19）可求得相邻两纵模间隔为
图2 谐振腔的纵模受激活
介质的谱线宽度限制 激活介质辐射的谱线本身有一定的宽度，此谱线宽度记为 ，如图2（a）所示。谐振腔内各纵模的分布如图2（b）所示，由图可知，每个纵模的频宽比激活介质的谱线宽度要窄得多。谐振腔内实际存在的纵模数要受到激活介质的谱线宽度的限制，如图2（c）所示。由图可看出，在谱线的实际宽度内只包括有限几个纵模，至于其他频率的纵模，由于原子根本不能发射，当然也不可能存在。
激光器输出的纵模数 可由下式求出
例如，He-Ne激光器输出的激光波长一般为632.8nm，若其腔长=1m，激活介质的谱线宽度 ，介质的折射率 。则有
所以，此He-Ne激光器输出的纵模数为
通常我们说激光的单色性好，即频带窄，由上面讨论知道，这是有条件的。由以上的例子，对632.8nm的He-Ne激光器，若=1m，则约有10个纵模。这10个纵模覆盖的频率范围就是，即这台激光器输出的谱线宽度与一个Ne放电管射出的632.8nm谱线线宽是一样的。要单色性好，首先要得到单纵模振荡。由 和 两式知道，要使激光器只有一个振荡纵模，一种方法是缩小谐振腔的腔长，以达到 =1，但这种方法主要适用于对激光输出功率要求不高的情况。
假定适当选取腔长 ，一个He-Ne激光器可得到单一振荡纵模。但一般而言，这单模激光的频率不是固定的，因为由 可知，与的变化都会引起频率 的变化。由于放电管的发热及周围环境温度的波动，都将使激光管的腔长有变化。激光管放电电流的波动及介质成分的变化，将引起折射率的变化。这些都会使激光的频率改变。所以，对于一个一般的激光器，要使其频率稳定，就得采取稳频措施。
（2）横模
图3 各种横模图形  平面上）不同的稳定分布就是不同的横模。横模分为轴对称和旋转对称两种。
激光的模式一般用 标记，其中 为纵模序数， ，为横模序数。图3（a）、（e）中的横模称为基模，记为 ，而其他的横模称为高阶横模。
轴对称横模是这样标记的：表示光斑中沿 轴方向出现的暗区数（即光强分布为零的数目），表示光斑中沿 轴方向出现的暗区数，如图3（a）、（b）、（c）、（d）、所示。
旋转对称横模是这样标记的：表示光斑中沿半径方向上（不包括中心点）出现的暗环数，表示光斑中出现的暗直径数。如图3（e）、（f）、（g）所示。
通常激活介质的横截面是圆形的，所以横模光斑应是旋转对称，但却常出现轴对称横模。这是由于激活介质的不均匀性，或谐振腔内插入元件（如布儒斯特窗等）破坏了腔的旋转对称性等缘故产生的。 |
跃迁到低能级
所辐射的谱线不是严格单色的，而是有一定的宽度，其谱线强度按频率的分布如图1所示。图中
是谱线的中心频率。
称为谱线宽度。一般来说，谱线宽度
越窄，则光的单色性就越好。 
