# Cavidad óptica Fabry-Pérot > Luz entre dos espejos paralelos: modos de la cavidad, rango espectral libre, finura, anchura de línea y factor de calidad. - Página interactiva: https://simulab.es/fisica/cavidad-optica - Asignatura: [Física](https://simulab.es/fisica.md) - Niveles: [Universidad](https://simulab.es/universidad.md) - Gratis, en español y en el navegador, sin registro. ## Qué es y cómo se usa Una cavidad Fabry-Pérot son dos espejos parcialmente reflectantes, paralelos y separados una distancia L. La luz que entra rebota muchas veces entre ellos. Si un número entero de medias longitudes de onda cabe exactamente en la cavidad, todas las ondas que dan vueltas llegan en fase y se suman: esa frecuencia atraviesa la cavidad casi entera. Para las demás, las ondas se anulan y la luz se refleja. Las frecuencias que pasan son los modos de la cavidad, ν_q = q·c/(2nL), separados por el rango espectral libre c/(2nL). La anchura de cada pico depende de la reflectancia R de los espejos: la finura, F = π√R/(1 − R), dice cuántas anchuras de pico caben entre dos modos. Cambia la longitud, la reflectancia y el índice del medio y mira cómo se mueven y afinan los picos. Con espejos del 99 % la finura pasa de 300 y la luz da cientos de vueltas antes de salir: es lo que necesita un láser para amplificar solo unas frecuencias. ## Ejemplo resuelto **Una cavidad de aire de 10 mm tiene espejos con R = 0,9. Calcula el rango espectral libre, la finura y la anchura de cada pico.** 1. Rango espectral libre: c/(2nL) = 3·10⁸ / (2 · 1 · 0,01) = 1,5·10¹⁰ Hz = 15 GHz. 2. Finura: F = π·√0,9 / (1 − 0,9) = π · 0,949 / 0,1 ≈ 29,8. 3. Anchura de línea: δν = 15 GHz / 29,8 ≈ 0,50 GHz = 500 MHz. 4. Con R = 0,99 la finura sería unos 313 y la anchura unos 48 MHz. **Solución:** 15 GHz entre modos, finura ≈ 30 y picos de unos 500 MHz ## Preguntas frecuentes ### ¿Por qué solo pasan algunas frecuencias? Porque la luz que ha dado una vuelta completa (ida y vuelta, 2nL) tiene que llegar en fase con la que entra. Eso solo ocurre si 2nL es un número entero de longitudes de onda. Para cualquier otra frecuencia, las ondas que dan distintas vueltas llegan con fases distintas y se cancelan. ### ¿Qué es la finura? La relación entre la separación de los picos y su anchura. Mide lo selectiva que es la cavidad. Depende solo de las pérdidas en cada vuelta: con espejos más reflectantes la luz da más vueltas, las ondas que interfieren son más, y los picos se estrechan. ### ¿Para qué sirven estas cavidades? Son el resonador de los láseres, que solo amplifican los modos de la cavidad. También se usan como filtros muy finos, para medir longitudes de onda con mucha precisión (etalones), en relojes atómicos y en los interferómetros de ondas gravitacionales. ### ¿Qué es el factor de calidad Q? La frecuencia del modo dividida por su anchura. Indica cuántas oscilaciones dura la luz en la cavidad antes de escaparse. Las cavidades ópticas pueden tener Q de millones o miles de millones, mucho más que un circuito eléctrico. ## Herramientas relacionadas - [Paquete de ondas y efecto túnel](https://simulab.es/fisica/paquete-ondas.md): La ecuación de Schrödinger en una dimensión: un paquete de ondas que se ensancha, atraviesa una barrera por efecto túnel o se refleja en un escalón. - [Péndulo esférico](https://simulab.es/fisica/pendulo-esferico.md): Un péndulo que puede moverse en todas direcciones: péndulo plano, cónico y la roseta que precesa, con el momento angular vertical conservado. - [Cubeta de ondas: interferencia y difracción](https://simulab.es/fisica/ondas-2d.md): Ondas en la superficie del agua desde uno o dos focos, o pasando por una o dos rendijas: líneas nodales, interferencia y difracción. - [Interferómetro de Michelson](https://simulab.es/fisica/interferometro-michelson.md): Un haz de láser dividido en dos que se vuelven a juntar: anillos de interferencia, franjas que pasan al mover un espejo y cómo medir distancias con la luz. - [Interferencia en láminas delgadas](https://simulab.es/fisica/laminas-delgadas.md): Por qué las pompas de jabón y las manchas de aceite tienen colores: reflectancia según el grosor y la longitud de onda, y cómo funcionan los antirreflejos. - [Instrumentos ópticos: lupa, microscopio y telescopio](https://simulab.es/fisica/instrumentos-opticos.md): Marcha de rayos en una lupa, un microscopio y un telescopio de Kepler: dónde se forma cada imagen y cuántos aumentos dan. - [Cargas en un conductor y efecto de las puntas](https://simulab.es/fisica/cargas-conductor.md): Cargas libres que se repelen dentro de un conductor esférico, elíptico, cuadrado o con punta: van a la superficie y se acumulan en las puntas. - [Distribución de Boltzmann](https://simulab.es/fisica/distribucion-boltzmann.md): Cómo se reparten las partículas entre niveles de energía según la temperatura, y cómo esa distribución aparece sola al intercambiar energía al azar. Más herramientas: [todas las de Simulab](https://simulab.es/llms.txt).