EL LÁSER, LA LUZ DE NUESTRO TIEMPO
más comunes de generar pulsos mediante Q-switching activo consiste en incluir
dentro de la cavidad resonante un modulador que permita la interrupción del
haz aplicando una tensión eléctrica. Otra opción consiste en girar uno de los
espejos de la cavidad para desalinearla. Todo ello se logra, por ejemplo, mediante moduladores acustoópticos, electroópticos o mecánicos.
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5.2.1.2. Técnicas pasivas para obtener Q-switching
En las técnicas pasivas, la conmutación no se controla externamente, sino
que la propia dinámica del sistema marca el ritmo de la generación de los pulsos. Aunque son sencillas, no permiten modificar la frecuencia de repetición de
los pulsos. El conmutador pasivo más habitual en Q-switching son los absorbentes saturables.
Este tipo de materiales presenta una absorción importante para bajas intensidades de luz pero, una vez superado un cierto nivel de intensidad, la transmisión aumenta debido a la saturación del medio. Es decir, el material es casi
opaco para intensidades bajas y se convierte en casi transparente para intensidades altas.
Al introducir un material de este tipo en la cavidad, ésta presenta pérdidas
elevadas que impiden la emisión láser mientras la ganancia sea baja. Al aumentar la inversión de población gracias al bombeo, la ganancia del medio
activo se verá incrementada y será capaz de compensar las pérdidas dentro
de la cavidad, por lo que el sistema comenzará a emitir como láser, haciendo
que la intensidad aumente. Esto hace que el absorbente saturable pase a ser
casi transparente, lo que reduce aún más las pérdidas de la cavidad, y potencia
la emisión de luz láser.
No obstante, esta tendencia no puede sostenerse mucho en el tiempo,
porque pronto se va a agotar la energía almacenada en forma de inversión de
población. De hecho, el repentino aumento de la intensidad emitida tiene
como consecuencia la rápida reducción de la inversión de población y de la
ganancia. Al reducirse éstas, se elevan las pérdidas debidas al absorbente
saturable, lo que imposibilita la emisión láser, cerrando así el ciclo. En este
momento, comienza de nuevo la acumulación de energía del bombeo, reiniciando el proceso.
Una de las ventajas de los métodos pasivos radica en su simplicidad. Por
ejemplo, en el caso de los absorbentes saturables, el comportamiento del material es suficiente para obtener los pulsos. Además, el mode-locking pasivo logra
pulsos más cortos que el activo. Sin embargo, los métodos activos permiten un
mayor control del fenómeno (por ejemplo, la tasa de repetición1).
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5.2.2. Mode-locking
El siguiente salto cualitativo llegó en 1964, cuando Hargrove, Fork y Pollack
consiguen aplicar una nueva técnica de generación de pulsos, el mode-locking
1
Tasa de repetición: número de pulsos láser por unidad de tiempo.
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