## [Modo de Cavidad](/es/node/51370) Definición Un modo de cavidad es un modo normal del campo electromagnético, definido espacial y espectralmente, soportado por una cavidad resonante y caracterizado por una frecuencia de resonancia discreta, distribución de campo, polarización y volumen modal. ## Principio Principio Las condiciones de contorno impuestas por la geometría y los materiales de la cavidad cuantizan las soluciones permitidas de las ecuaciones de Maxwell en modos discretos; cada modo se comporta como un oscilador armónico independiente que puede cuantizarse y asociarse a operadores escalera. ## Demostración Demostración En una cavidad Fabry–Pérot, los modos longitudinales aparecen en frecuencias que satisfacen la condición de fase del trayecto de ida y vuelta, mientras que los modos transversales TEMmn tienen patrones espaciales distintos; las cavidades de microondas presentan patrones de onda estacionaria que fijan frecuencias de resonancia usados en experimentos de cavidad QED. ## Aplicación incorrecta Aplicación incorrecta Suponer un único modo espacialmente uniforme cuando existen múltiples modos transversales o de polarización, o ignorar el solapamiento de modos y el acoplamiento que provoca separación en frecuencia, conduce a predicciones erróneas de fuerza de acoplamiento y espectros. ## Consecuencia Consecuencia Identificar y diseñar modos de cavidad determina tasas de emisión (efecto Purcell), fuerzas de acoplamiento luz–materia, formas de líneas espectrales y el enrutamiento selectivo de fotones en dispositivos cuánticos. ## Inversión Inversión La imagen inversa es el continuo de modos del espacio libre con frecuencias y momentos continuos; el acoplamiento a un continuo produce respuestas espectrales anchas y dinámicas de decaimiento diferentes a las del acoplamiento a un modo de cavidad discreto. ## Límite Límite Un modo de cavidad se define para resonadores lineales e invariantes en el tiempo con condiciones de contorno bien definidas; excluye ambientes fuertemente dispersivos y no resonantes sin resonancias discretas claras. La cuantización de modos presupone la elección de una base ortonormal de modos y una normalización adecuada (discreta versus continuo). ## Tensión semántica Tensión semántica Existe tensión entre tratar los modos como funciones de base matemáticas (elección infinita, ortogonalidad dependiente de condiciones de contorno) y tratarlos como resonancias físicamente accesibles dadas las pérdidas, el acoplamiento y el equipo de medida reales. ## Síntesis Síntesis Un modo de cavidad es una solución resonante discreta del campo electromagnético determinada por los límites y materiales del resonador; proporciona el grado de libertad cuantizado que gobierna la frecuencia, el perfil espacial y el acoplamiento de la luz confinada.