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Ressonador Óptico

1958
  • Charles H. Townes
  • Arthur L. Schawlow
Configuração do ressonador óptico no laboratório de física de laser com espelhos e meio de ganho.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Um ressonador óptico, ou cavidade óptica, é um conjunto de espelhos que forma uma cavidade de onda estacionária para ondas de luz. Em um laser, ele envolve o meio ativo, fornecendo realimentação positiva. A luz da emissão estimulada reflete-se repetidamente, passando pelo meio ativo diversas vezes, o que leva a uma amplificação significativa e à formação de um feixe de saída coerente.

O ressonador óptico é um componente crítico da maioria dos lasers, responsável por gerar a intensidade da luz e definir as propriedades do feixe de saída. O tipo mais simples e comum é o ressonador Fabry-Pérot, que consiste em dois espelhos paralelos colocados em lados opostos do meio ativo. Um dos espelhos é altamente refletor (com refletividade próxima a 100%), enquanto o outro, o acoplador de saída, é parcialmente refletor (por exemplo, com refletividade de 99%), permitindo que uma parte da luz escape como o feixe de laser.

À medida que os fótons são gerados por emissão estimulada, eles se propagam dentro da cavidade. Aqueles que se propagam ao longo do eixo entre os espelhos são refletidos de volta para o meio ativo, estimulando mais emissão e amplificando a luz. Os fótons que não estão alinhados com o eixo são perdidos na cavidade. Esse processo não apenas amplifica a luz, mas também atua como um filtro. Somente ondas de luz com frequências específicas, aquelas que formam uma onda estacionária dentro da cavidade (ou seja, onde o comprimento da cavidade é um múltiplo inteiro da metade do comprimento de onda), são sustentadas. Essa condição de ressonância é o que determina os modos longitudinais do laser. A geometria dos espelhos (por exemplo, planos, côncavos) determina a estabilidade do ressonador e o perfil espacial (modos transversais) do feixe de saída, como o modo gaussiano fundamental (TEM00).

UNESCO Nomenclature: 2210
Óptica

Tipo

Dispositivo físico

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • interferômetro de Fabry-Pérot
  • Ressonadores de cavidade de micro-ondas usados ​​em masers
  • Princípios de reflexão e interferência óptica

Aplicações

  • construção a laser
  • osciladores paramétricos ópticos
  • interferômetros ópticos (ex.: Fabry-Pérot)
  • gravitational wave detectors like ligo
  • padrões de frequência óptica de alta precisão

Patentes:

  • US2929922A

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: ressonador óptico, cavidade óptica, laser, Fabry-Pérot, espelhos, realimentação, amplificação, onda estacionária, modos de laser, qualidade do feixe.

Contexto histórico

Ressonador Óptico

1950
1950
1957
1958
1960
1960
1960
1950
1950
1957
1957
1959-11
1960
1960
1960

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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