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La idea de construir láseres cada vez más intensos ha sido una constante
desde sus inicios. Se sabe que la interacción láser-materia depende de una serie
de parámetros entre los que destacan la longitud de onda y la intensidad del
láser.
Normalmente uno acostumbra a pensar en la fenomenología que sucede
cuando un fotón incide sobre un átomo o una molécula desde el punto de vista
einsteniano del efecto fotoeléctrico (ver Cap. 1). Eso es verdad a bajas intensidades. Sin embargo, cuando la intensidad es muy alta, ¿qué pasa si dos fotones
inciden a la vez sobre un átomo? y, sobre todo, ¿qué pasa si miles de fotones
inciden de golpe sobre ese mismo átomo? Seguramente, la fenomenología
cambiará. Hoy en día es posible hacer que miles de fotones incidan sobre un
átomo de golpe (de golpe quiere decir, en este contexto, en pocos femtosegundos).
Este nuevo marco de la física es lo que ahora se denomina óptica extrema
y será el objeto del presente capítulo. Para esto lo hemos dividido en dos partes.
La primera parte trata de cómo se pueden generar fuentes de luz tan intensas.
La segunda parte trata de la nueva fenomenología que aparece cuando la
materia interacciona con láseres muy intensos.
El objetivo de este capítulo es dar una idea de que los láseres intensos
están abriendo nuevas fronteras de la física. Con las intensidades disponibles en
la actualidad surgen aplicaciones que parecían imposibles hace poco más de
una década. Desde que emergió la tecnología láser se ha intentado aumentar
cada vez más la intensidad de los mismos. De esta manera se idearon los amplificadores láser, sistemas que a partir de un haz láser, ofrecen una salida de
mayor potencia.
Para precisar un poco más, se suele llamar oscilador al láser que genera
los pulsos. Así podemos diferenciarlo de lo que es propiamente el amplificador.
En otras palabras, un oscilador amplifica por emisión estimulada un fotón inicial
generado por emisión espontánea mientras que en un amplificador hay algo
de radiación láser a la entrada que se amplifica por emisión estimulada. Por eso
osciladores y amplificadores comparten muchos conceptos.
En la mayoría de láseres que nos interesan ahora, el bombeo procede de
otro láser (de pulsos de nanosegundo o continuos). En resumen, un amplificador
es semejante a un láser, ya que consiste en un medio activo habitualmente igual
al que ha generado la luz inicial, el oscilador.
A base de poner más energía de bombeo, podríamos amplificar más y
más, aparentemente sin límite. Pero eso no es así de sencillo. Si amplificamos
por encima de una cierta densidad de energía (energía/volumen), sufrimos un
deterioro del medio amplificador debido a que superamos su umbral de daño,
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