Es decir, si se dirige un láser a un espejo dieléctrico de forma que la intensidad (fotones/segundos*cm^2) sea lo suficientemente grande, la dispersión de los fotones en los electrones de los átomos de la superficie se vuelve inelástica. Es decir, los campos electromagnéticos incidentes de los fotones se vuelven lo suficientemente intensos como para hacer que los electrones de valencia ganen suficiente energía como para igualar la función de trabajo, provocando la ionización. Así, por ejemplo, si se dirige un rayo láser de 580 nm y varios megavatios con un diámetro de 1 mm a un espejo de laboratorio óptico típico, la densidad de energía (potencia) será lo suficientemente grande como para quemar el espejo.
Respuesta
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Sí, existen umbrales máximos de densidad y/o intensidad de energía que cualquier espejo puede soportar. Dichos límites se conocen generalmente como umbrales de daño láser y existen múltiples mecanismos físicos responsables.
El efecto térmico es una de las causas. Por ejemplo, ningún dieléctrico es nunca perfectamente dieléctrico, por lo que sigue teniendo una pequeña cantidad de absorción de energía. Por lo tanto, si la intensidad es lo suficientemente alta, el espejo puede fundirse o agrietarse debido a choques o tensiones térmicas, aunque el porcentaje total de la intensidad de la luz incidente absorbida sea muy pequeño. Con una potencia óptica lo suficientemente alta, incluso las motas de polvo u otras impurezas que absorben la luz podrían crear suficiente calor para causar daños en la óptica, algo que sé que es un problema importante para, por ejemplo, los sistemas láser a gran escala como el LLE o NIF .
Además, a intensidades lo suficientemente altas, hay ciertas efectos ópticos no lineales que pueden provocar daños. Un proceso óptico no lineal es cualquier proceso físico en el que intervienen varios fotones a la vez. Por ejemplo, el proceso de ionización de algunos electrones de valencia que ha mencionado en su pregunta se conoce como ruptura dieléctrica en este contexto, y es un posible mecanismo físico (entre otros). Los efectos no lineales son especialmente importantes en los pulsos láser muy cortos, ya que la potencia media puede ser relativamente baja (por lo que los efectos térmicos acumulativos pueden ser menos importantes), pero la intensidad máxima puede ser extremadamente alta debido a la brevedad de los pulsos.
Si desea profundizar en este tema, la Enciclopedia Fotónica RP tiene un artículo decente sobre este tema aquí , incluyendo referencias y algunas fotos de ópticas dañadas como ésta:
