en física óptica, la intensidad I, por ejemplo, de un rayo láser en algún lugar, se entiende generalmente a la potencia óptica por unidad de área, que se transmite a través de una superficie imaginada perpendicular a la dirección de propagación.Las unidades de la intensidad óptica (o intensidad de luz) son W/m2 o (más comúnmente) W/cm2.La intensidad es el producto de la energía del fotón y del fotón flux.It a veces se llama flujo de energía óptica.,
para una onda de propagación monocromática, como una onda plana o un haz gaussiano, la intensidad local está relacionada con la amplitud E del campo eléctrico a través de
donde vp es la velocidad de fase, c es la velocidad de vacío de la luz y n es el índice de refracción.Para ondas no monocromáticas, las contribuciones de intensidad de diferentes componentes espectrales simplemente se pueden agregar, si las notas de compás no son de interés.
las intensidades y potencias ópticas se entienden normalmente como cantidades que se promedian durante al menos un ciclo de oscilación.,En otras palabras, no se consideran oscilantes en la escala de tiempo de una oscilación óptica.
tenga en cuenta que la ecuación anterior no se aplica a campos electromagnéticos arbitrarios.Por ejemplo, una onda evanescente puede tener una amplitud eléctrica finita sin transferir ninguna potencia.La intensidad debe definirse entonces como la magnitud del vector de Poynting.
Cuando la luz es recibida por una superficie, una intensidad óptica causa una irradiación, que es la intensidad por el coseno del ángulo contra la dirección normal.,
en la tecnología láser, uno frecuentemente asume el mismo significado de intensidad que una física óptica.Para un rayo láser con un perfil de intensidad de parte superior plana (es decir, con una intensidad constante en algún área y una intensidad cero en el exterior), la intensidad es simplemente la potencia óptica P dividida por el área del haz.Para un haz gaussiano con potencia óptica P y radio de haz gaussiano w, la intensidad máxima (en el eje del haz) es
que es dos veces mayor de lo que a menudo se supone.,La ecuación se puede verificar integrando la intensidad en toda el área del haz, lo que debe resultar en la potencia total.
en un rayo láser multimodo, generado en un láser donde se excitan los modos de resonador transversal de orden superior, la forma del perfil de intensidad transversal puede sufrir cambios significativos a medida que las fases ópticas relativas de los modos cambian con el tiempo.La intensidad máxima puede variar, y puede ocurrir en lugares a cierta distancia del eje del haz.,
las intensidades ópticas con el significado utilizado en física óptica son relevantes en varias situaciones:
- junto con las secciones transversales de transición, las intensidades gobiernan las tasas de transiciones ópticas, por ejemplo, en el medio de ganancia láser.La saturación fuerte de una transición óptica en el estado estacionario ocurre cuando la intensidad excede la intensidad de saturación.
- El cambio del índice de refracción a través del efecto Kerr en un medio transparente es el índice no lineal por la intensidad local.,
- El daño inducido por láser de un medio puede ocurrir para intensidades por encima de un cierto umbral de daño, que sin embargo generalmente solo se puede alcanzar con pulsos ópticos, y luego depende de la duración del pulso.
- Se pueden lograr intensidades de pico extremadamente altas con pulsos ultracortos amplificados.Para intensidades de, por ejemplo, 1014 W / cm2 o superiores en un gas, puede producirse una alta generación de armónicos.
- La presión de radiación de la luz incidente en una superficie es proporcional a la intensidad óptica.
los perfiladores de haz se pueden utilizar para medir la forma del perfil de intensidad de un rayo láser.,
