Cavidad Laser

Análisis de la DINAMICA en un sistema LASER de dos niveles
Santiago Botero, Tatiana Jimeno, Jesús A. Revollo, Mateo Vélez.
Facultad de Ingeniería Electrónica. Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín. Colombia. RESUMEN Un láser es un emisor de luz coherente y monocromática de gran intensidad. Se crea mediante la excitación de átomos, al excitarse ganan un fotón, pero los átomos no duranmucho cargados y sueltan esta carga emitiendo el fotón absorbido de manera natural (emisión espontanea). Para ello se mantiene contante una inversión de población, por medio de un bombeo óptico constante, inyectando fotones al sistema para generar más átomos excitados y haciendo que los átomos liberen dos fotones, el inducido y el estimulado Palabras clave: Interferómetro, LASER, espectroscopia,fotones, absorción, emisión estimulada, emisión espontanea, medio activo. ABSTRACT

Key words: Interferometer, LASER, spectroscopy, photons, absorption, emission, active medium.

1. INTRODUCCION El siguiente artículo fue escrito con el objetivo de mostrar las aplicaciones prácticas de las ecuaciones diferenciales en el mundo de la ingeniería, en él el lector encontrara los modelos físicos en losque se basa el laser así como los modelos matemáticos que los sustentan. En 1916, Albert Einstein establecería las bases teóricas para lo que hoy es conocido como laser, que viene del acrónimo del inglés Light amplification by stimulated emission of radiation “amplificación de luz por emisión estimulada de radiación”. A pesar de ello el verdadero dispositivo solo se llego a construir en 1960 porMaiman, (utilizando como medio activo un cristal cilíndrico de rubí). A partir de ese momento el laser se ha convertido en uno de los principales instrumentos en múltiples aplicaciones en varias áreas de la ciencia, ya que permite hacer cortes de alta precisión y con menor impacto. Con este artículo científico buscamos explicar el funcionamiento de un láser, es decir, que medios actúan parapermitir la emisión, como los átomos entran en un estado de excitación, y como por medio de bombeo óptico pueden crear un estado de inversión de población óptimo para el láser

2. MODELO TEÓRICO

Absorción inducida: Fenómeno en el cual una molécula entra en estado de excitación, mediante la ganancia de fotones. Pasando de un estado de menor energía a uno de mayor [1]. Emisión espontanea: Fenómenoen el cual una molécula en un estado de excitación, pierde su energía emitiendo un fotón. Bombeo óptico: Proceso mediante el cual una molécula en estado de excitación, es constantemente bombardeada con fotones. Inversión de población: Estado de un sistema en el cual hay más moléculas excitadas que en
fase de menor energía.

Emisión inducida o estimulado: Procesos en el cual un átomo en estadoexcitado recibe un
estímulo externo, por bombeo óptico, que lo lleva a emitir dos fotones, el estimulado y el estimulador, y así retornar a un estado menos excitado.

Interferómetros: Dispositivos utilizados para medir el perfil de línea de absorción y emisión, son utilizados también para estrechar el ancho espectral del laser y para controlar y estabilizar su longitud de onda. Interferómetro deFabry-Perot: Este interferómetro está basado en las interferencias de ondas múltiples que tienen lugar en dos láminas plano-paralelas iluminadas con incidencia próxima a la normal. Consta de dos láminas de vidrio plano-paralelas, pudiéndose variar el ángulo entre ellas. La cara interna de las láminas está recubierta de una película plateada de alta reflectividad y parcialmente transparente. Elespacio entre ambas láminas está ocupado por aire y puede regularse. Las interferencias se originan debido a la reflexión múltiple que experimenta la luz en las caras plateadas. El dispositivo cuenta también con un anteojo provisto de retículo y colocado perpendicularmente al eje de las láminas, a través del cual se pueden observar las franjas de interferencia, que tienen forma de anillos. Cuando...