Siguiendo el título del libro de Chalmers "¿Qué es esa cosa llamada Ciencia?
Este blog está pensado para que los curiosos de la ciencia, en particular los niños, planteen preguntas, sugieran temas.
Está también pensado para los maestros porque quiere ser el punto de partida para posibles visitas de científicos a los colegios para tratar algunos de los temas que se vayan volcando aquí.
lunes, 16 de abril de 2007
Maeriales fotónicos: Ceferino López
En mi página web podéis encontrar información sobre lo que hemos tratado en la charla de hoy http://www.icmm.csic.es/cefe/
Tengo una duda acerca de la creación de cristales fotónicos. La esructura ideal para crear un cristal que tenga un gap fotónico completo es la de diamante. Los ópalos inversos presentan gaps fotónicos comletos, ¿presentan una estructura de diamante? Por otra parte,el cristal fotónico que Yablonovitz hizo en 1991 presentaba un gap fotónico completo, ¿presentaba éste de estructura de diamante? ¿Se puede lograr un gap fotónico completo sin tener que realizar un ópalo inverso? Muchas gracias y saludos.
Bueno ahí añado algunas dudas que me han surgido esta mañana:
Se ha comentado la posibilidad de construir láseres con cristales fotónicos, no he entendido muy bien como se construirian ocual seria el beneficio del cristal fotónico(pc) en éste caso.
También se ha comentado que los pc se crearon como materiales para absorver la radiación, a pesar de ésto, ¿también pueden utilizarse como espejos en cavidades resonantes?
Una de los comentarios más interesantes que he creído entender en esta conferencia es que se pueden crear estructuras nanocristalinas mediante “enfriamiento” en el menisco que se forma en las paredes (sólidas)… como cuando introducimos cierto líquido en un recipiente. Como no he cursado la asignatura de fluidos, querría saber si es cierto que podemos colocar el número de monocapas que queramos con este procedimiento y si este método es o no común en la obtención de cristales tan pequeños.
Y otra cuestión más; en una de las diapositivas el ponente Ceferino López ha explicado muy rápidamente una foto en la que aparecían unas barras de Aluminio cubiertas por aire, era una foto de un dispositivo ordenado macroscópico y quería conocer qué relación hay entre éste y el comportamiento que tiene una red cristalina (nanoscópica).
No soy muy ducho en la materia, pero creo que solo se produciría si el liquido moja al solido. El crecimiento se debe a que en el menismo (debido a la tension superficial) la concentracion de soluto es mayor, por lo que el liquido se evapora antes. Sobre la superficie preparada, en la que existen diversos puntos de nuclación, si las condiciones son las idoneas (P, T,..) se producirá la reaccion y el solido precipitará.
En lo referente a las barras de aluminio cubiertas por aire, no recuerdo muy bien esa diapositiva, pero creo que no es posible ya q el aluminio forma de manera espontanea un oxido protector en la superficie en contacto con el aire. Por lo que la barra de aluminio estaria recubierta de su propio oxido.
Si quereis saber un poco mas acerca del tema, en el siguiente enlace podeis ver algo a cerca de cristales fotonicos, paredes cuanticas, heterouniones, láseres y más cosas todo ello de la mano de Britney Spears (según los autores una experta en el tema) http://britneyspears.ac/lasers.htm
(Estudiante de Periodismo) Debido a mi especialidad, no estoy muy familiarizado con el mundo de la Física, y me resulta imposible comprender muchos de los conceptos de esta charla. Aquí incluyo, a modo de resumen, lo que he sacado en claro. La charla trataba sobre los materiales fotónicos —centrada especialmente en los cristales fotónicos—, las distintas formas de crearlos y sus aplicaciones. Los cristales fotónicos son fruto de la imposición de una periodicidad sobre el movimiento de los fotones y los electrones. Queda entonces una estructura ordenada de agujeros; partiendo de un material macizo, se puede crear uno poroso. Existen varias técnicas para crear estos materiales. Lo más habitual es imitar la estructura del diamante, de gran dureza y disposición ordenada en capas. Para ello se crean diversas capas formadas por barras o agujeros que se rellenan con sílice. Esta estructura se puede obtener también moldeando directamente con láser sobre un polímero fotosensible. En cuanto a sus aplicaciones, en un artículo sobre el tema (http://www.investigacionyciencia.es/03011146000450/Cristales_fot%C3%B3nicos.htm) se dice que su uso para conducir luz es tan efectivo como el de los semiconductores con los electrones. También se utilizan en la creación de láseres que aseguran desde el principio la inversión de población, es decir, que todos los átomos juntos se exciten. Otras aplicaciones son las lentillas o la fabricación de fibras ópticas. Creo que la aportación de estos materiales tendrá gran relevancia en esta tecnología óptica si son realmente tan efectivos a la hora de conducir la luz, y con ella información, datos, etc.
He encontrado interesante la aplicación de células fotónicas en los cosméticos. Como creo que en la sociedad actual rigen la estética y el culpo al cuerpo, el campo de la cosmética puede ofrecer a los futuros científicos que están acudiendo al seminario posibilidades de empleo y por tanto de investigación, he seleccionado un artículo sobre el tema para que lo leáis. Puesto que no soy de ciencias no se me ocurría una mejor aportación que la de un enfoque laboral práctico. En el link encontraréis otro enlace sobre nanocatilizadores que me parece bastante interesante. http://www.genciencia.com/categoria/nanotecnologia Si os queda pequeño lo siento, es lo que pasa cuando no dominas un tema!!
Una de las aplicaciones que más curiosas me parecieron fueron la de una lentilla de higrogel para medir la glucosa del individuo. Yendo más allá y danzando un poco por la red, he encontrado una referencia sobre un artículo de la revista "Investigative Ophtalmology and Visual Science" de julio de 2004,en donde hablan que fármacos oftálmicos pueden ser administrados a través de lentes de contacto de hidrogel. Los científicos, que han desarrollado esta materia, señalan que podrían formularse fármacos oftálmicos para ser encapsulados en nanopartículas y para que se dispersasen en el material de la lente. El artículo esta en la página: http://www.iovs.org/cgi/content/abstract/45/7/2342 ; de esto hace casi tres años, pero no he encontrado ninguna actualización sobre este tema.
Beatriz (Estudiante de Historia del Arte) Como os podreis imaginar,me resulta bastante complicado entender y por otro lado tratar de explicar los temas tratados en este curso. La conferencia sobre los materiales fotónicos se centra fundamentalmente en los cristales fotónicos. Los cristales fotónicos son materiales nanoestructurados. Partiendo de un material macizo, se crea uno poroso periódicamente estructurado. Hay varias técnicas para la creación de este tipo de cristales, la mas apropiada para obtener un gap fotónico completo es la estructura de diamante, aunque también se utilizan estructuras con diferentes capas formadas con agujeros que son rellenados con sílice. Otra forma es la escritura directa con láser sobre un polímero fotosensible. Este tipo de material tiene distintas aplicaciones: fabricación de guías a través de los que se pueden transcribir los fotones de la energía que empleamos, fabricación de láser, fabricaciòn de fibras ópticas, lentillas.
Los cristales fotónicos realizan con luz lo que los semiconductores con electrones.
Hola, al publicar los resumen no me aparecen las imagenes que añadí en Word, y las formulas no están completas al ser texto plano, si alguien me explica como hacer para publicarlo correctamentese lo agradeceré, o donde figura el mail de Paloma...
Resumen de Materiales fotónicos.
1. Objetivos de la charla.
-Materiales fotónicos.
-Cristales fotónicos por laser.
-Autoensamblado de partículas.
-Propiedades ópticas.
-Aplicaciones: Láseres, fibras ópticas…
2. Cristales fotónicos.
Si tenemos un átomo excitado, acabará retornando a su estado fundamental y emitiendo un fotón, pero esto es así solo si tiene la posibilidad de emitir el fotón, depende de la densidad de estados. Si no hay posibilidad de que el fotón exista, el átomo seguirá excitado indefinidamente. Esta es la característica de un cristal fotonico.
Para conseguir un material que no emita un fotón, recurrimos a la analogía con el reflector de Bragg. Este tipo de reflector tiene una transmitancia prácticamente cero. Se necesita un material que se comporte como un reflector de Bragg en todas las direcciones. Por tanto sería un material con densidad de estados periódica y que no permitiese la emisión de fotones por recombinación de pares electrón-hueco.
Si conseguimos un material que no emita en ninguna dirección se dice que tiene un Gap fotónico completo. El primer cristal fotónico lo desarrolló Yablonovitch, se conoce como Yablonovite en su honor.
La Yablonovite consiste en un bloque de material en el que se realiza un array de agujeros. Cada agujero se perfora tres veces a 35.26º respecto la normal y separados 120º acimutal respectivamente. Esto produce una estructura periódica fcc (cúbica centrada en las caras) en las tres dimensiones, que tiene Gap completo para frecuencias de microondas. Un cristal fotónico rechaza la luz, no porque no pueda penetrar a través del cristal, sino porque no puede propagarse dentro del mismo, no hay estados electromagnéticos disponibles dentro del cristal. Si intentamos encender una cerilla dentro de la Yablonovite, la cerilla no se encenderá porque los fotones son rechazados por el aislante fotónico.
En la charla se habló de cómo crear un cristal coloidal con estructura de diamante, esta estructura es la más adecuada para un cristal fotónico, pero por sedimentación natural no se puede conseguir la estructura de diamante. Con un nanorobot se consigue sedimentación artificial colocando las nanoesferas en las posiciones adecuadas.
3. Propiedades ópticas.
La interacción de una onda electromagnética con una estructura periódica se puede describir mediante la ley de Bragg, y por tanto los planos de átomos se pueden comportar como espejos perfectos para rayos X cuando se cumple la condición de Bragg:
2d sinbg donde • n es un número entero, • λ es la longitud de onda de los rayos X, • d es la distancia entre los planos de la red cristalina y, • θ es el ángulo entre los rayos incidentes y los planos de dispersión.
Para una onda incidente de una determinada longitud de onda (rayos X), los diferentes planos de átomos reflejan la onda con diferentes ángulos, como se muestra en la figura ya que la distancia entre los planos de átomos varía según la dirección considerada. Por tanto un cristal refleja los rayos X en un rango limitado de ángulos de incidencia. Para el rango de la luz visible tenemos el caso del ópalo que tiene una estructura periódica de la escala de la longitud de onda de la luz.
La anterior figura muestra la estructura del ópalo que contiene submicro esferas de silicio ordenadas en una estructura fcc (cúbica centrada en las caras).
Otro ejemplo de estructura nanometrica en la naturaleza con propiedades ópticas espectaculares es el efecto de las alas de las mariposas. Los colores que reflejan sus alas se deben a la difracción de materiales periódicos que se encuentran en las alas, son matrices de agujeros en tres dimensiones de la escala de la longitud de onda de la luz visible.
4. Aplicaciones.
-Lentillas de material que se deforma según la glucosa del ojo, de este modo la lentilla cambia de color y se comporta como glucómetro, es útil para enfermos de diabetes.
-Fibras ópticas: son fibras de cristal fotónico agrupadas y estiradas en una torre, no se limitan a transmitir luz de cierto rango de longitud de onda, por las no linealidades.
-Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificador de luz por emisión estimulada de radiación. La luz es generada en un medio láser y amplificada hasta niveles muy altos de energía mediante un proceso atómico denominado emisión estimulada. La emisión estimulada, base de la generación de radiación de un láser, se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estimulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia entre la energía los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase, energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen. No sólo produce luz coherente y monocroma sino, también, "amplifica" la emisión de luz, ya que, por cada fotón que incide sobre un átomo excitado, se genera otro fotón. Para que una parte importante de los átomos de un sistema emita luz en condiciones estimuladas, es necesario que un porcentaje alto de ellos esté en estados excitados, situación que contrasta con la distribución espontánea de los niveles energéticos que caracterizaría al sistema, en la cual la mayoría de los átomos no estaría en estado excitado. Cuando en un sistema predominan los átomos excitados se dice que se produjo una inversión de la población, la que se logra suministrando energía al sistema, proceso que se conoce como bombeo y que se realiza mediante una descarga eléctrica, una reacción química o absorción de luz. En los cristales fotónicos se facilita la inversión de población (mayor número de átomos excitados) ya que con los cristales se impide que los átomos se des-exciten.
El esquema básico de un laser consta de una cavidad óptica formada por dos espejos de alta reflexividad, uno totalmente reflector, el otro parcialmente reflector y parcialmente transmisor, que generaría un mecanismo de retroalimentación de fotones en el medio en el que existiera la inversión de población. En resumen, la retroalimentación de fotones en el medio material generada por la cavidad óptica, junto con el mantenimiento del estado de inversión de población mediante la aportación continuada de energía externa, produciría las condiciones necesarias para la amplificación de la emisión estimulada de energía radiante.
11 comentarios:
Tengo una duda acerca de la creación de cristales fotónicos. La esructura ideal para crear un cristal que tenga un gap fotónico completo es la de diamante. Los ópalos inversos presentan gaps fotónicos comletos, ¿presentan una estructura de diamante?
Por otra parte,el cristal fotónico que Yablonovitz hizo en 1991 presentaba un gap fotónico completo, ¿presentaba éste de estructura de diamante? ¿Se puede lograr un gap fotónico completo sin tener que realizar un ópalo inverso?
Muchas gracias y saludos.
Jaime Hoyos
Bueno ahí añado algunas dudas que me han surgido esta mañana:
Se ha comentado la posibilidad de construir láseres con cristales fotónicos, no he entendido muy bien como se construirian ocual seria el beneficio del cristal fotónico(pc) en éste caso.
También se ha comentado que los pc se crearon como materiales para absorver la radiación, a pesar de ésto, ¿también pueden utilizarse como espejos en cavidades resonantes?
Una de los comentarios más interesantes que he creído entender en esta conferencia es que se pueden crear estructuras nanocristalinas mediante “enfriamiento” en el menisco que se forma en las paredes (sólidas)… como cuando introducimos cierto líquido en un recipiente. Como no he cursado la asignatura de fluidos, querría saber si es cierto que podemos colocar el número de monocapas que queramos con este procedimiento y si este método es o no común en la obtención de cristales tan pequeños.
Y otra cuestión más; en una de las diapositivas el ponente Ceferino López ha explicado muy rápidamente una foto en la que aparecían unas barras de Aluminio cubiertas por aire, era una foto de un dispositivo ordenado macroscópico y quería conocer qué relación hay entre éste y el comportamiento que tiene una red cristalina (nanoscópica).
No soy muy ducho en la materia, pero creo que solo se produciría si el liquido moja al solido. El crecimiento se debe a que en el menismo (debido a la tension superficial) la concentracion de soluto es mayor, por lo que el liquido se evapora antes. Sobre la superficie preparada, en la que existen diversos puntos de nuclación, si las condiciones son las idoneas (P, T,..) se producirá la reaccion y el solido precipitará.
En lo referente a las barras de aluminio cubiertas por aire, no recuerdo muy bien esa diapositiva, pero creo que no es posible ya q el aluminio forma de manera espontanea un oxido protector en la superficie en contacto con el aire. Por lo que la barra de aluminio estaria recubierta de su propio oxido.
Si quereis saber un poco mas acerca del tema, en el siguiente enlace podeis ver algo a cerca de cristales fotonicos, paredes cuanticas, heterouniones, láseres y más cosas todo ello de la mano de Britney Spears (según los autores una experta en el tema)
http://britneyspears.ac/lasers.htm
(Estudiante de Periodismo)
Debido a mi especialidad, no estoy muy familiarizado con el mundo de la Física, y me resulta imposible comprender muchos de los conceptos de esta charla. Aquí incluyo, a modo de resumen, lo que he sacado en claro.
La charla trataba sobre los materiales fotónicos —centrada especialmente en los cristales fotónicos—, las distintas formas de crearlos y sus aplicaciones. Los cristales fotónicos son fruto de la imposición de una periodicidad sobre el movimiento de los fotones y los electrones. Queda entonces una estructura ordenada de agujeros; partiendo de un material macizo, se puede crear uno poroso.
Existen varias técnicas para crear estos materiales. Lo más habitual es imitar la estructura del diamante, de gran dureza y disposición ordenada en capas. Para ello se crean diversas capas formadas por barras o agujeros que se rellenan con sílice. Esta estructura se puede obtener también moldeando directamente con láser sobre un polímero fotosensible.
En cuanto a sus aplicaciones, en un artículo sobre el tema (http://www.investigacionyciencia.es/03011146000450/Cristales_fot%C3%B3nicos.htm) se dice que su uso para conducir luz es tan efectivo como el de los semiconductores con los electrones. También se utilizan en la creación de láseres que aseguran desde el principio la inversión de población, es decir, que todos los átomos juntos se exciten. Otras aplicaciones son las lentillas o la fabricación de fibras ópticas. Creo que la aportación de estos materiales tendrá gran relevancia en esta tecnología óptica si son realmente tan efectivos a la hora de conducir la luz, y con ella información, datos, etc.
La dirección del artículo no aparece correctamente, es la siguiente:http://www.investigacionyciencia.es/
03011146000450/
Cristales_fot%C3%B3nicos.htm)
Conferencia “ MATERIALES FOTÓNICOS”, Ceferino López.
He encontrado interesante la aplicación de células fotónicas en los cosméticos. Como creo que en la sociedad actual rigen la estética y el culpo al cuerpo, el campo de la cosmética puede ofrecer a los futuros científicos que están acudiendo al seminario posibilidades de empleo y por tanto de investigación, he seleccionado un artículo sobre el tema para que lo leáis. Puesto que no soy de ciencias no se me ocurría una mejor aportación que la de un enfoque laboral práctico. En el link encontraréis otro enlace sobre nanocatilizadores que me parece bastante interesante. http://www.genciencia.com/categoria/nanotecnologia
Si os queda pequeño lo siento, es lo que pasa cuando no dominas un tema!!
Una de las aplicaciones que más curiosas me parecieron fueron la de una lentilla de higrogel para medir la glucosa del individuo. Yendo más allá y danzando un poco por la red, he encontrado una referencia sobre un artículo de la revista "Investigative Ophtalmology and Visual Science" de julio de 2004,en donde hablan que fármacos oftálmicos pueden ser administrados a través de lentes de contacto de hidrogel. Los científicos, que han desarrollado esta materia, señalan que podrían formularse fármacos oftálmicos para ser encapsulados en nanopartículas y para que se dispersasen en el material de la lente. El artículo esta en la página: http://www.iovs.org/cgi/content/abstract/45/7/2342 ; de esto hace casi tres años, pero no he encontrado ninguna actualización sobre este tema.
Beatriz
(Estudiante de Historia del Arte)
Como os podreis imaginar,me resulta bastante complicado entender y por otro lado tratar de explicar los temas tratados en este curso.
La conferencia sobre los materiales fotónicos se centra fundamentalmente en los cristales fotónicos.
Los cristales fotónicos son materiales nanoestructurados. Partiendo de un material macizo, se crea uno poroso periódicamente estructurado.
Hay varias técnicas para la creación de este tipo de cristales, la mas apropiada para obtener un gap fotónico completo es la estructura de diamante, aunque también se utilizan estructuras con diferentes capas formadas con agujeros que son rellenados con sílice. Otra forma es la escritura directa con láser sobre un polímero fotosensible.
Este tipo de material tiene distintas aplicaciones: fabricación de guías a través de los que se pueden transcribir los fotones de la energía que empleamos, fabricación de láser, fabricaciòn de fibras ópticas, lentillas.
Los cristales fotónicos realizan con luz lo que los semiconductores con electrones.
Beatriz Clemente
Hola, al publicar los resumen no me aparecen las imagenes que añadí en Word, y las formulas no están completas al ser texto plano, si alguien me explica como hacer para publicarlo correctamentese lo agradeceré, o donde figura el mail de Paloma...
Resumen de Materiales fotónicos.
1. Objetivos de la charla.
-Materiales fotónicos.
-Cristales fotónicos por laser.
-Autoensamblado de partículas.
-Propiedades ópticas.
-Aplicaciones: Láseres, fibras ópticas…
2. Cristales fotónicos.
Si tenemos un átomo excitado, acabará retornando a su estado fundamental y emitiendo un fotón, pero esto es así solo si tiene la posibilidad de emitir el fotón, depende de la densidad de estados. Si no hay posibilidad de que el fotón exista, el átomo seguirá excitado indefinidamente. Esta es la característica de un cristal fotonico.
Para conseguir un material que no emita un fotón, recurrimos a la analogía con el reflector de Bragg. Este tipo de reflector tiene una transmitancia prácticamente cero. Se necesita un material que se comporte como un reflector de Bragg en todas las direcciones. Por tanto sería un material con densidad de estados periódica y que no permitiese la emisión de fotones por recombinación de pares electrón-hueco.
Si conseguimos un material que no emita en ninguna dirección se dice que tiene un Gap fotónico completo. El primer cristal fotónico lo desarrolló Yablonovitch, se conoce como Yablonovite en su honor.
La Yablonovite consiste en un bloque de material en el que se realiza un array de agujeros. Cada agujero se perfora tres veces a 35.26º respecto la normal y separados 120º acimutal respectivamente. Esto produce una estructura periódica fcc (cúbica centrada en las caras) en las tres dimensiones, que tiene Gap completo para frecuencias de microondas.
Un cristal fotónico rechaza la luz, no porque no pueda penetrar a través del cristal, sino porque no puede propagarse dentro del mismo, no hay estados electromagnéticos disponibles dentro del cristal. Si intentamos encender una cerilla dentro de la Yablonovite, la cerilla no se encenderá porque los fotones son rechazados por el aislante fotónico.
En la charla se habló de cómo crear un cristal coloidal con estructura de diamante, esta estructura es la más adecuada para un cristal fotónico, pero por sedimentación natural no se puede conseguir la estructura de diamante. Con un nanorobot se consigue sedimentación artificial colocando las nanoesferas en las posiciones adecuadas.
3. Propiedades ópticas.
La interacción de una onda electromagnética con una estructura periódica se puede describir mediante la ley de Bragg, y por tanto los planos de átomos se pueden comportar como espejos perfectos para rayos X cuando se cumple la condición de Bragg:
2d sinbg
donde
• n es un número entero,
• λ es la longitud de onda de los rayos X,
• d es la distancia entre los planos de la red cristalina y,
• θ es el ángulo entre los rayos incidentes y los planos de dispersión.
Para una onda incidente de una determinada longitud de onda (rayos X), los diferentes planos de átomos reflejan la onda con diferentes ángulos, como se muestra en la figura ya que la distancia entre los planos de átomos varía según la dirección considerada.
Por tanto un cristal refleja los rayos X en un rango limitado de ángulos de incidencia. Para el rango de la luz visible tenemos el caso del ópalo que tiene una estructura periódica de la escala de la longitud de onda de la luz.
La anterior figura muestra la estructura del ópalo que contiene submicro esferas de silicio ordenadas en una estructura fcc (cúbica centrada en las caras).
Otro ejemplo de estructura nanometrica en la naturaleza con propiedades ópticas espectaculares es el efecto de las alas de las mariposas. Los colores que reflejan sus alas se deben a la difracción de materiales periódicos que se encuentran en las alas, son matrices de agujeros en tres dimensiones de la escala de la longitud de onda de la luz visible.
4. Aplicaciones.
-Lentillas de material que se deforma según la glucosa del ojo, de este modo la lentilla cambia de color y se comporta como glucómetro, es útil para enfermos de diabetes.
-Fibras ópticas: son fibras de cristal fotónico agrupadas y estiradas en una torre, no se limitan a transmitir luz de cierto rango de longitud de onda, por las no linealidades.
-Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificador de luz por emisión estimulada de radiación. La luz es generada en un medio láser y amplificada hasta niveles muy altos de energía mediante un proceso atómico denominado emisión estimulada.
La emisión estimulada, base de la generación de radiación de un láser, se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estimulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia entre la energía los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase, energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen.
No sólo produce luz coherente y monocroma sino, también, "amplifica" la emisión de luz, ya que, por cada fotón que incide sobre un átomo excitado, se genera otro fotón.
Para que una parte importante de los átomos de un sistema emita luz en condiciones estimuladas, es necesario que un porcentaje alto de ellos esté en estados excitados, situación que contrasta con la distribución espontánea de los niveles energéticos que caracterizaría al sistema, en la cual la mayoría de los átomos no estaría en estado excitado. Cuando en un sistema predominan los átomos excitados se dice que se produjo una inversión de la población, la que se logra suministrando energía al sistema, proceso que se conoce como bombeo y que se realiza mediante una descarga eléctrica, una reacción química o absorción de luz. En los cristales fotónicos se facilita la inversión de población (mayor número de átomos excitados) ya que con los cristales se impide que los átomos se des-exciten.
El esquema básico de un laser consta de una cavidad óptica formada por dos espejos de alta reflexividad, uno totalmente reflector, el otro parcialmente reflector y parcialmente transmisor, que generaría un mecanismo de retroalimentación de fotones en el medio en el que existiera la inversión de población.
En resumen, la retroalimentación de fotones en el medio material generada por la cavidad óptica, junto con el mantenimiento del estado de inversión de población mediante la aportación continuada de energía externa, produciría las condiciones necesarias para la amplificación de la emisión estimulada de energía radiante.
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