CAPÍTULO 9: APLICACIONES CIENTÍFICAS DEL LÁSER
En este capítulo detallaremos aquellas aplicaciones científicas donde el
láser es la herramienta principal o cuyo uso ha significado un avance trascendental. A lo largo del capítulo mostraremos cómo el láser ayuda a estudiar los
componentes elementales de la materia mediante la espectroscopía, y permite
observar reacciones químicas en tiempo real a través de la femtoquímica. Veremos también cómo el láser puede utilizarse para enfriar y atrapar átomos, proporcionando una perspectiva única sobre el mundo cuántico, y cómo un láser
puede convertirse en el reloj más preciso del mundo.
L
A
S
O
9.2. Óptica no lineal y generación de nuevas frecuencias
La luz es un campo electromagnético oscilante que ejerce una fuerza
sobre una carga eléctrica. Cuando un haz de luz incide sobre un material translúcido, los electrones que éste contiene responden a dicha fuerza desplazándose respecto a los núcleos, por lo que el átomo adquiere una distribución de
carga asimétrica y se dice que el material se polariza. Esta polarización genera
a su vez otro campo electromagnético que es precisamente el campo de la
luz al transmitirse por el material. De manera general, la polarización del medio
depende linealmente del campo eléctrico a través de una constante llamada
susceptibilidad eléctrica3:
P ~ χE
C A
N
A
M
L A
A
S
La susceptibilidad eléctrica χ es una cantidad muy importante ya que define las propiedades ópticas de un medio, tales como su índice de refracción.
Sin embargo, cuando la intensidad de la luz es suficientemente alta, la susceptibilidad eléctrica, y con ella el índice de refracción, dejan de ser constantes y
comienzan a depender de la intensidad. Entonces, la polarización del medio
depende del campo eléctrico de una manera no lineal, es decir, con el cuadrado, el cubo, etc., del campo eléctrico:
L
A
S
O
P ~ χ(1) E