Potencia láser y amplitud de estado coherente

Puede ver los detalles en el artículo de Wikipedia sobre la cuantización del campo electromagnético , pero resumiré algunas partes relevantes a continuación.

Primero, parece tomar la analogía con el oscilador armónico masivo demasiado literalmente. La analogía es bastante fuerte, pero puramente formal, así que como habrás adivinado, la masa no tiene sentido aquí. Además, si habla de amplitud, puede pensar en el campo electromagnético, el prefactor exacto dependerá de si mira el campo eléctrico$\left(\frac{\hbar}{2\omega V \epsilon_0}\right)$o el campo magnético$\left(\frac{\hbar\omega}{2 V \epsilon_0}\right)$(si no me equivoco).

Ya que está interesado en el poder, la pregunta es más simple: la energía promedio de un estado coherente es$\lvert\alpha\rvert^2\hbar\omega$en julios (o$\lvert\alpha\rvert^2$en fotones). Si este es un estado coherente atrapado en una cavidad, es la energía total del estado coherente. Para un láser de propagación, esta información también es suficiente si$\left|\alpha\right>$describe el estado coherente de un pulso, ya que da la energía total (promedio) del pulso. Para un pulso cuadrado de duración$\Delta t$, solo divide por$\Delta t$tener el poder. Si el pulso no es cuadrado, se debe utilizar el perfil de pulso para tener la correcta evolución de la potencia en el tiempo.

Para un láser de onda continua (CW), es un poco más sutil.$\left|\alpha\right>$describe el estado en un solo modo temporal y está asociado con una energía, no con un poder. Puedes elegir ver un láser CW de potencia$P$como una sucesión de pulsos cuadrados de duración$\Delta t$. En cuyo caso, cada uno de estos pulsos tiene una energía$P\Delta t$y sería descrito por un estado coherente$\left|\sqrt{\frac{P\Delta t}{\hbar \omega}} e^{i \phi(t)}\right>$. La elección de$\Delta t$es arbitrario, pero las diferentes descripciones del estado que conduce son de hecho equivalentes.