¿Qué se entiende por longitud de onda del láser igual a 650 nm prácticamente?

El tipo “no es físico” está equivocado.

Un “sistema” láser que “iguala” una longitud de onda de 650 nm “no significa” nada.

Los láseres no emiten una sola función delta perfecta de una longitud de onda. Para empezar, hay algo llamado presión [1] y ampliación de la vida [2] donde se amplía la longitud de onda y la extensión de la intensidad. Estos se aplican solo a los láseres de gas. Los estados sólidos / semiconductores tienen muchos más mecanismos de ampliación.

Supongo que puede definir la “longitud de onda de un láser” como la longitud de onda que tiene la máxima intensidad.

El problema es que la mayoría de los láseres no funcionan en un solo modo.

Aquí hay un enigma, considere un láser de tinte de banda ancha normal.

El láser de tinte emite múltiples longitudes de onda [3]. ¿Por qué? Porque así son los tintes, son sólidos con bandas de energía que pueden emitir una amplia gama de longitudes de onda.

Así es como se ven las intensidades de emisión / absorción y, posteriormente, su poder láser para muchos colorantes.

Se puede abrir la cavidad colocando un expansor de haz basado en prisma [4] para dividir las longitudes de onda en una alineación de littrow [5]. Puede sintonizar mecánicamente la longitud de onda usando la littrow a la longitud de onda que desee. Eche un vistazo a este sistema láser en particular a continuación.

Ahora a la pregunta, ¿cómo define la “longitud de onda de un láser”? ¿Es la longitud de onda máxima del medio de ganancia? ¿O es lo que obtienes después del arreglo littrow?

Esta confusión se reduce en el caso de sistemas monolíticos de modo único, como los láseres de reflector de Bragg distribuidos [6], que emite un modo único después del filtrado de longitud de onda a través de un reflector de Bragg dentro de la cavidad. La longitud de onda “pico” depende de la corriente de sintonización. Ciertamente no necesita tintes para hacer láseres con múltiples longitudes de onda, puede hacerlo con semiconductores.

Aquí está la aguda confusión de un GaAs / AlxGa multimodo (1-x) como láser de retroalimentación distribuida [7].

¿Cuál es la “longitud de onda del láser” aquí?

Hay muchos, muchos más mecanismos de ajuste, como la selección mecánica de modo [8], la óptica magnética, etc.

En resumen, un láser puede tener múltiples longitudes de onda pico. Uno es el pico característico de emisión / absorción del medio de ganancia, el pico que se usa en una cavidad abierta, el pico que deja la cavidad cerrada, multimodo y cualquier cosa que surja.

[1] http://www.phy.ohiou.edu/~mboett…

[2] Línea espectral – Wikipedia

[3] http://physics.bgu.ac.il/~golana…

[4] Duarte et al, “A expansores de haz de doble prisma para láseres de tinte”, comunicaciones ópticas, volumen 35, número 1, octubre de 1980.

[5] Rejilla encendida – Wikipedia

[6] couldren, IEEE JOURNAL SOBRE TEMAS SELECCIONADOS EN QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 6, NO. 6, NOVIEMBRE / DICIEMBRE 2000

[7] G. Keizer, Comunicaciones de fibra óptica.

[8] Zabelin et al, Soviet Journal of Quantum Electronics, 11 (12), diciembre de 1981.

Esta figura representa la medición de la onda electromagnética, de pico a pico o de canal a canal en nanómetros. Para obtener el haz de luz más coherente posible, es decir, un haz estrecho y recto en lugar del haz divergente de una linterna o cualquier otra fuente de luz, debe usar lo más cerca posible de una sola longitud de onda.

Por ejemplo, mis láseres verdes son de 532 nm con una variación de 10 nm. 650 nm sería un láser rojo.

Prácticamente, interpretaría esto como que el láser emite luz con una longitud de onda de 650 nm, que aparece en rojo y significa que cada fotón tiene aproximadamente 1.9 eV de energía ([matemática] E = \ frac {1240eVnm} {\ lambda} [/ matemática ]). Como dijo Marceline, los láseres no son realmente monocromáticos, por lo que esto suele ser solo la etiqueta de la intensidad máxima para una sola transición posible. Dado que los láseres a menudo generan múltiples líneas, cuando las personas los informan como fuentes, dicen cosas como “la línea de 647 nm de un láser de iones Kr +”. Para la mayoría de las aplicaciones, esto no es terriblemente importante, pero es común usar filtros de línea para evitar el sangrado de líneas láser no deseadas. La incertidumbre en su longitud de onda generalmente no es demasiado significativa a menos que esté utilizando láseres pulsados ​​con pulsos de muy corta duración (estamos hablando de femtosegundos). Además de esto, el tamaño finito de la óptica y el medio láser pueden hacer que un láser quede atrapado en diferentes modos transversales y longitudinales. En algunos de estos modos, diferentes partes de su haz tendrán longitudes de onda ligeramente diferentes e incluso polarizaciones.

Lo que significa prácticamente es que puede conectar el número “650 nm” en un montón de fórmulas y obtener respuestas que pueda medir. Por ejemplo, cuando la luz pasa de un medio a otro, se refracta de acuerdo con la ley de Snell:

[matemáticas] \ frac {\ sin \ theta_1} {\ sin \ theta_2} = \ frac {\ lambda_1} {\ lambda_2} [/ math]

O si pasa la luz a través de una distancia de doble rendija d separada, obtendrá franjas en múltiplos del ángulo:

[matemáticas] \ theta = \ frac \ lambda d [/ matemáticas]

Y así. En un nivel profundo, la longitud de onda aparece en las fórmulas de mecánica cuántica como un parámetro fundamental del estado de la partícula (cualquier partícula, no solo la luz), ya sea porque son osciladores “realmente” o porque sucede que el cálculo de variaciones hace que sea realmente convincente tratarlo de esa manera. La diferencia no tiene sentido en gran medida.

Pero definitivamente está claro que la longitud de onda tiene un efecto práctico real, visible en experimentos simples. Uno de estos experimentos es medir la velocidad de la luz usando su microondas. El diseño del cavitrón de microondas emite una frecuencia específica, lo que causa interferencia que genera puntos fríos y calientes en el horno de microondas. Esos puntos son la longitud de onda.

Esta es la longitud de onda típica de un láser utilizado para punteros láser. El color es rojo intenso. Puntero láser – Wikipedia