Modos no resonantes en la cavidad

Question

Tengo una pregunta sencilla. Supongamos que tenemos un láser con una cavidad tal que la frecuencia de la luz que emite el láser no coincide con ningún modo longitudinal permitido por la cavidad.

En la práctica significaría que el ancho de línea de la luz emitida sería muy pequeño (unos pocos Hz). La cavidad debe ser lo suficientemente pequeña y tal que el modo permitido no coincida con la frecuencia de la luz.

Además, consideremos que no hay ningún mecanismo de amortiguación para absorber la luz. Teóricamente el modo no puede acumularse y las ondas emitidas en la frecuencia no interfieren constructivamente.

Entonces mi pregunta es : En ese caso, ¿qué ocurre con la energía de las ondas ya que se supone que la onda interfiere destructivamente?

P.D.: la pregunta también podría referirse a las ondas acústicas.

Answer 1

La energía se refleja en la cavidad.

En general, una cavidad óptica actúa como un espejo de transmisividad variable para una fuente de luz con un ancho de línea muy estrecho (un láser). Al cambiar la longitud, la cavidad puede pasar de ser muy transmisiva a muy reflectante. El grado de transmisividad y reflexión depende de la reflectividad de los espejos que componen la cavidad.

En el caso particular de una cavidad de dos espejos con espejos de igual reflectividad, la transmisividad se muestra a continuación para dos valores diferentes de finura. La finura es una medida de lo estrecha que es la línea de transmisión de la cavidad (como puede verse a continuación). Para el caso de una cavidad de dos espejos con espejos de igual reflectividad, viene dada simplemente por $$ F=\frac{4R}{(1-R)^2}=\frac{\delta\lambda}{\Delta\lambda}, $$ donde $\delta\lambda$ es el FWHM del pico de transmisión y $\Delta\lambda$ es el rango espectral libre (como se muestra a continuación). Dado que los espejos de línea láser pueden tener reflectividades tan altas como 0,999995, es posible tener cavidades con una Finesse en el rango de 100.000.

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