
media (si está limitado en el tiempo) es posible una
interpretación sencilla de su comportamiento.
En el caso de la transmisión de haces limitados en el
espacio a través de una o varias interfaces pueden evaluarse
efectos no geométricos (ENGs) de primer y segundo orden
longitudinales y transversales que corresponden al
desplazamiento lateral (efecto Goos-Hänchen), corrimiento
angular, cambio de ancho y corrimiento del punto de
focalización del haz. Dependiendo de las características del
haz limitado y de los medios involucrados, algunos o todos
los ENGs pueden estar presentes simultáneamente. Estos
efectos fueron determinados por T. Tamir [1] y otros
autores [2-6] para la reflexión de haces gaussianos limitados
en el espacio en interfaces formadas por medios isótropos
lineales (incluyendo multicapas), y luego fueron extendidos
a la reflexión y transmisión en interfaces anisótropas [7-8]
(“Método de Tamir generalizado”). En el caso de
multicapas, la complejidad de los coeficientes de reflexión y
transmisión dificulta (aunque no impide) la obtención de
expresiones analíticas donde queden claramente
determinados los cuatro ENGs a segundo orden. En cambio,
las deformaciones que presentan los pulsos en la reflexión y
transmisión no han sido estudiadas en profundidad aunque
el desarrollo matemático es menos complejo. Según nuestro
conocimiento, pese a su interés para Ensayos No
Destructivos (ENDs) los estudios se limitan exclusivamente
a deformaciones en la propagación a través de distintos
tipos de materiales [9, 10].
En un trabajo anterior [11] determinamos los campos,
correspondientes a haces gaussianos limitados en el espacio
o en el tiempo, transmitidos a través de una capa isótropa
activa inmersa en un medio isótropo transparente haciendo
una aproximación a segundo orden. Si bien los medios
activos son intrínsecamente no-lineales y anisótropos, la
complejidad de su tratamiento lleva a usar aproximaciones
de linealidad e isotropía. La primera es aceptable cuando la
amplitud del campo dentro del material es pequeña (i.e. la
ganancia es pequeña y no llega a la saturación). La segunda
es válida cuando el campo está polarizado en uno de los
modos propios. En el trabajo mencionado mostramos que la
aproximación del coeficiente de transmisión es válida en
muchas situaciones de interés experimental o tecnológico,
teniendo en cuenta las variaciones de dicho coeficiente en el
rango de trabajo.
En este trabajo aplicamos la misma metodología a haces
y pulsos que se transmiten a través de capas de materiales
isótropos lineales, sin limitarnos a los medios con ganancia.
De esta manera mostramos que, cuando el desarrollo a
segundo orden es aplicable, efectos análogos a los que
aparecen para haces limitados en el espacio pueden
encontrarse para pulsos limitados en el tiempo. Hacemos
entonces una interpretación de cada uno de estos efectos
considerando capas transparentes, absorbentes o activas
inmersas en un medio transparente.
II. HACES Y PULSOS: SUPERPOSICIÓN E
INTERFERENCIA
El haz bidimensional más simple (limitado en el espacio)
consiste en la superposición de dos ondas planas con la
misma frecuencia y amplitud pero distinta dirección de
propagación, denominado “haz de Artmann” [12]. El
resultado de esta superposición es un patrón de interferencia
como la mostrada en la Fig. 1(a). Si hacemos una
superposición de dos haces de Artmann tal que las normales
al frente de onda estén en el mismo plano y compartan la
misma normal media, obtendremos otra figura de
interferencia tal que los máximos se van haciendo menos
frecuentes como se muestra en las Figs. 1(b) 1(c). Como
puede verse, uno de los máximos de interferencia no se
desplaza a medida que se van superponiendo más haces de
Artmann. Considerando que el medio es isótropo, lineal y
homogéneo, los planos de interferencia constructiva son
(a)
(b)
(c)
Fig. 1:
Resultado de la interferencia de dos ondas planas (a) Superposición
de dos b) de cuatro, c) de seis ondas monocromáticas con distintas
direcciones de propagación para obtener haces limitados en el
líneas celestes gruesas indican los planos de interferencia constructiva
Revista elektron, Vol. 2, No. 1, pp. 1-6 (2018)
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