¿Por qué la luz láser es más potente que la luz convencional?

¿Por qué la luz láser es más potente que la luz convencional?

Presumiblemente, podemos tener ciertas configuraciones donde el láser y la luz convencional del mismo color (frecuencia) y el mismo brillo (# de fotones) tal que el láser brillante atraviese algún objeto, pero la luz convencional no. ¿Porqué es eso? ¿Puedes explicar usando el estado mecánico cuántico / fase / superposición, etc. de los fotones involucrados?


¿Por qué supones eso? Un pulso láser casi siempre puede tratarse como una onda electromagnética clásica, al menos hasta que ingresa al régimen láser QED, pero eso requiere intensidades absurdas del orden de [matemática] 10 ^ {29} [/ matemática] W / cm [matemática ] ^ 2 [/ matemáticas].

Los láseres son especiales porque son coherentes, altamente monocromáticos y generalmente enfocados en una sola dirección. Esto los hace más fáciles de amplificar; vea aquí nuestra técnica más poderosa hasta la fecha. Aparte de eso, los pulsos láser son simplemente ligeros. No olvide que puede encender un fuego con una lupa en un día particularmente soleado.

En términos de poder, contra toda intuición, la mayoría de los láseres no son muy poderosos. Por ejemplo, los láseres He-Ne típicos utilizados en los laboratorios de enseñanza son de solo 1 mW. Compare eso con las bombillas CFL que tenemos en nuestros hogares que tienen aproximadamente 20W. Sin embargo, algunos láseres pulsados ​​pueden ser mucho más potentes. Pero eso es solo porque la energía solo se libera en ráfagas cortas que duran solo unos pocos femtosegundos.
Sin embargo, la potencia puede no ser la cantidad correcta para describir los láseres. Hay que tener en cuenta la naturaleza monocromática y direccional de la luz láser. Por lo tanto, se utiliza una medida conocida como brillo espectral de una fuente, que es la intensidad de una fuente por unidad de ángulo sólido subtendida por la fuente dividida por el ancho de frecuencia de la fuente. Como los láseres son monocromáticos y altamente direccionales, esta cantidad es lo que es decenas de órdenes de magnitud más alta que la del sol. Esto es lo que hace que el láser sea “potente”.

LASER significa amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Lo que esto significa es que el proceso por el cual se crea una luz láser involucra un fotón atrapado en una cavidad que estimula los átomos para emitir fotones similares. Esto le da muchas propiedades a la luz láser, ya que tienen un ancho de banda más pequeño (lo que significa que emiten luz dentro de una pequeña distribución de frecuencias) y principalmente en una sola dirección. Sin embargo, la luz habitual es lo que llamamos en óptica un estado térmico, está compuesto por una distribución más amplia de frecuencias y se emite en muchas direcciones. Por supuesto, si pudieras hacer una fuente de luz monocromática y unidireccional, y tan poderosa como un láser, sería lo mismo, pero esa fuente no existe.
Es por eso que los láseres son tan potentes y permiten una gran cantidad de aplicaciones.

La luz láser y la luz de una luz convencional serían tan potentes como una sola en las condiciones que usted describe, sin embargo, necesitaría enfocar la luz convencional en un pequeño lugar a medida que las luces convencionales se emiten esféricamente y no se combinan entre sí, sin embargo, los láseres emiten parones de fotones entre sí cuando ambos están enfocados en un lugar, ambos tienen la habilidad de cortar materiales con la misma potencia.