Física De Un Láser

libro abierto / serie apuntes

Jos´ Manuel Guerra P´rez e e

F´ ısica del l´ser a
Volumen 1: fundamentos

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F´ ısica del l´ser a
versi´n 1.0.0 o 15 de abril de 2004

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Copyright (c) 2004 Jos´ Manuel Guerra P´rez. e e Este trabajo cae bajo las provisiones de la licencia Atribuci´n-No Comercial-Comparte Igual de Creative o Commons. Para ver una copia de esta licencia visitehttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/1.0/ o escriba una carta a Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA.

Serie apuntes ´ o Area ´ptica CDU 535.13

Editores
´ Alvaro Tejero Cantero alvaro@alqua.org

Notas de producci´n o
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´ Indice general
Portada Copyleft ´ Indice general 1. El campoelectromagn´tico e 1.1. Descomposici´n en modos del campo cl´sico . . . . . . . . . . . . . . . . . o a 1.2. Densidad de modos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Cuantificaci´n de la radiaci´n o o 2.1. Cuantificaci´n de los operadores . . . . . . . . o 2.2. Estados Fock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Autoestados del operador hamiltoniano 2.2.2. Car´cter de losestados Fock . . . . . . a 2.3. Estados coherentes . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Autoestados del operador destrucci´n . o 2.3.2. N´mero de fotones . . . . . . . . . . . u 2.3.3. Evoluci´n temporal . . . . . . . . . . . . o 2.4. La radiaci´n isotr´pica . . . . . . . . . . . . . . o o
I VI VII

1 1 4 7 7 7 7 10 10 10 11 12 14

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3. La cuantificaci´n de la materia o 17 ´ 3.1. Atomos hidrogenoides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.2. Sistemaspoliat´micos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 o 4. La evoluci´n temporal de los estados o 23 4.1. Introducci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 o 4.2. Evoluci´n temporal en presencia de una perturbaci´n . . . . . . . . . . . 23 o o 4.3. El desarrollo perturbativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 5. Absorci´n yemisi´n de radiaci´n o o o 5.1. Hamiltoniano del sistema radiaci´n-materia . . . . o 5.1.1. Probabilidad de transici´n . . . . . . . . . . o 5.2. Resonancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Los coeficientes de Einstein . . . . . . . . . . . . . 5.3.1. Probabilidades de los procesos de absorci´n o 5.3.2. Probabilidades de los procesos de emisi´n . o 27 27 29 30 33 33 36

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vii

´ INDICE GENERAL 5.3.3. Efecto de la polarizaci´n . . . . . . . . . . . o 5.3.4. Efecto de la degeneraci´n . . . . . . . . . . o 5.3.5. Tiempo de vida radiativo y ensanchamiento 5.4. Sistemas moleculares . .. . . . . . . . . . . . . . 5.4.1. Principio de Franck-Condon . . . . . . . . . 5.4.2. Reparto frecuencial de la intensidad . . . . . . . . . . . . . . natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 38 38 40 40 43 47 47 47 50 50 51 53 55 56 56 56 58

6. Transiciones no radiativas 6.1. Definici´n y...