Longitud de onda del láser intermitente frente al prisma

El siguiente video de YouTube de Sixty Symbols (¿Cuál es el ancho de banda máximo? - Sixty Symbols https://www.youtube.com/watch?v=0OOmSyaoAt0 ) establece que solo un láser que siempre brilla realmente brilla como una sola frecuencia (df = (o ~=) 0). Un láser que está activo solo lo suficiente para enviar un buen pulso de luz coherente debe contener todas las frecuencias necesarias para acortar ese pulso, donde df * dt =1. No hay necesidad de meterse con las frecuencias presentes: la naturaleza de la cosa asegurará que haya suficiente distribución de frecuencias.
Si hago brillar un pulso de láser a través de un prisma, la intuición dice que todavía solo sale una sola línea espectral. ¿Es esto consistente? ¿Mi intuición es incorrecta y el pulso de luz coherente se propagará a través del prisma? ¿Habrá esparcimiento solo al inicio y al final del pulso, pero suficiente? Según mi nivel de conocimiento, esto no es un duplicado de:
Luz de una longitud de onda específica que pasa a través de un prisma
Está relacionado con esta pregunta, surgida del mismo video de YouTube: ¿
Al encender un láser se crean múltiples frecuencias?
Y bien puede responderse aquí, pero no estoy familiarizado con el soporte compacto y demás: ¿
encender un láser crea múltiples frecuencias?Finalmente, ¿puede responderse sin recurrir a la superposición cuántica? Esta respuesta bien puede ser lo que estoy buscando, pero eso no es evidente en absoluto a partir de mi capacidad para leerlo:
chirrido de frecuencia, frecuencia instantánea y fotones

Por lo tanto, mi pregunta se limita al comportamiento observable de un pulso y un prisma. ¿Observaré alguna dispersión espectral de un pulso láser a través de un prisma debido a los requisitos de df * dt = 1?

Respuestas (1)

Sí, dado que los pulsos láser con una longitud temporal finita también tienen un ancho espectral distinto de cero, un prisma dispersivo hará que un rayo láser se disperse, con diferentes longitudes de onda emergiendo del prisma en diferentes posiciones y ángulos. Esta dispersión ocurrirá a lo largo del pulso, no solo al principio y al final, ya que todos los componentes espectrales están presentes en todo momento.

Para un láser de onda continua (como un puntero láser) o un láser que produce pulsos de, digamos, unos pocos picosegundos o más, esta dispersión suele ser pequeña e invisible a simple vista. Sin embargo, es un efecto importante y útil, ya que se pueden usar prismas o rejillas de difracción para separar parte del espectro de un láser para hacer un haz más monocromático.

Para pulsos de láser muy cortos de un femtosegundo o menos, la dispersión de frecuencia es enorme. Aquí hay una imagen de un tipo de láser llamado peine de frecuencia con su espectro extendido (sin usar un prisma, pero el principio es el mismo) en una hoja de papel, mostrando que abarca casi todo el rango visible.peine de frecuencia

El artículo de Wikipedia sobre el modo de bloqueo de los láseres tiene una animación útil (de Davidjessop ) que muestra cómo las ondas estacionarias de diferentes longitudes de onda pueden sumarse para crear un pulso de luz viajero:Animación láser de modo bloqueado

No puedo decir a partir de su pregunta si ya está familiarizado con las transformadas de Fourier, pero si desea comprender más acerca de por qué Δ F está inversamente relacionado con Δ t , ¡ese sería un buen lugar para comenzar!