Número de Modos en una Cavidad Láser de Gas

A pesar de que la luz de un láser se dice que es monocromática y solo se puede involucrar una transición atómica para producirla, sin embargo hay una serie de modos de cavidad dentro de la anchura de esa línea espectral. Bajo las condiciones de funcionamiento de los láseres de gas, el ensanchamiento Doppler de la línea espectral es la principal fuente del ancho de línea. En términos de la frecuencia angular, el ancho de línea Doppler viene dada por

Dentro de ese ancho de línea, el número de modos se puede obtener de la expresión de la densidad de estados del fotón.

Combinando estas expresiones, se obtiene una expresión para la fórmula del número de modos.

El número de modos es uno de los factores que determinan la potencia de bombeo necesaria para operar el láser.