Flashcard FC279691
O que ocorre com o tempo de vida dos fótons e com a interação luz‑matéria ao aumentar o fator de qualidade Q de uma microcavidade?
Ondas
CEBRASPE (CESPE) · 2025
O que ocorre com o tempo de vida dos fótons e com a interação luz‑matéria ao aumentar o fator de qualidade Q de uma microcavidade?
Mostrar resposta e comentário
Resposta
Aumento de Q → maior tempo de vida dos fótons, maior densidade de fótons e interação luz‑matéria mais forte, reduzindo o limiar do laser.Explicação:
O fator de qualidade relaciona‑se com o tempo de vida do fóton por \(Q=\omega\tau\), portanto \(\tau=Q/\omega\).
Maior \(\tau\) aumenta o confinamento da luz e a densidade de fótons no modo, fortalecendo a emissão estimulada e diminuindo o ganho necessário para atingir o limiar. Além disso, o efeito Purcell escala como \(F_P\propto Q/V\), aumentando a taxa de emissão por modo quando Q cresce (para volume modal V fixo).
exemplo:
Considere \(\lambda=1{,}55\ \mu\mathrm{m}\) → \(\omega=\dfrac{2\pi c}{\lambda}\approx1{,}22\times10^{15}\ \mathrm{rad/s}\).
Usando \(\tau=Q/\omega\):
\(Q=10^4 \Rightarrow \tau\approx\frac{10^4}{1{,}22\times10^{15}}\approx8{,}2\times10^{-12}\,\mathrm{s}\)
\(Q=10^5 \Rightarrow \tau\approx8{,}2\times10^{-11}\,\mathrm{s}\)
Assim, ao aumentar Q por um fator 10, \(\tau\) (e tipicamente \(F_P\) para V constante) cresce 10×, elevando a probabilidade de emissão estimulada por fóton e reduzindo o limiar do laser.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278647
Conteúdo do catálogo FC Concursos · Atualizado em