bombeo óptico

El bombeo óptico es un proceso en el que se utiliza luz para elevar (o "bombear") electrones de un nivel de energía inferior en un átomo o molécula a uno superior. Se utiliza comúnmente en la construcción de láseres para bombear el medio láser activo y así lograr la inversión de población . La técnica fue desarrollada por Alfred Kastler, ganador del Premio Nobel en 1966 , a principios de la década de 1950. ^{[ 2 ]}

El bombeo óptico también se utiliza para bombear cíclicamente electrones ligados dentro de un átomo o molécula a un estado cuántico bien definido . Para el caso más simple de bombeo óptico coherente de dos niveles de una especie atómica que contiene un solo electrón de la capa externa , esto significa que el electrón es bombeado coherentemente a un único subnivel hiperfino (etiquetado como${\displaystyle m_{F}\!}$), que se define por la polarización del láser de bombeo junto con las reglas de selección cuántica . Tras el bombeo óptico, se dice que el átomo se orienta en una dirección específica.${\displaystyle m_{F}\!}$Sin embargo, debido a la naturaleza cíclica del bombeo óptico, el electrón ligado experimentará en realidad excitación y decaimiento repetidos entre los subniveles de estado superior e inferior. La frecuencia y la polarización del láser de bombeo determinan el${\displaystyle m_{F}\!}$subnivel en el que está orientado el átomo.

En la práctica, el bombeo óptico completamente coherente puede no ocurrir debido al ensanchamiento de potencia del ancho de línea de una transición y a efectos indeseables como el atrapamiento de la estructura hiperfina y el atrapamiento de radiación . Por lo tanto, la orientación del átomo depende más generalmente de la frecuencia, la intensidad, la polarización y el ancho de banda espectral del láser, así como del ancho de línea y la probabilidad de transición de la transición absorbente. ^{[ 3 ]}

En los laboratorios de física para estudiantes de pregrado, es común encontrar experimentos de bombeo óptico que utilizan isótopos de rubidio gaseoso y demuestran la capacidad de la radiación electromagnética de radiofrecuencia (MHz) para bombear y desbombear eficazmente estos isótopos .

• Coherencia atómica
• Bombeo láser
• Cavidad óptica
• ciclo Rabi