Orientador: Jose Joaquin Lunazzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:40:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_DanielSouzaFerreira_M.pdf: 2786566 bytes, checksum: d02ed179060d33a6a269a495bcb6a2bb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho analisamos a formação de imagens por elementos difrativos com luz branca fazendo o traçado de raios pelas direções principais e explorando as possibilidades que a simetria de um conjunto de dois elementos definidos bidimensionalmente e intermediados por um pequeno orifício oferece. A mais interessante delas é a de termos uma imagem convergente, que pode ser vista projetando sobre uma tela, por exemplo / Abstract: We perform ray tracing analysis on the imaging of white light objects by diffractive elements by means of the main direction of the rays. We explore the possibilities that the symmetry of a set of two bidimensionally acting diffracting elements intermediated for a pinhole offers. The most interesting of them is that we have a convergent image, that can be seen projecting on a screen, for example / Mestrado / Ótica / Mestre em Física

Orientador: Luis Eduardo Evangelista de Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:12:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SilvaniaAlvesde_M.pdf: 47841969 bytes, checksum: 80b56cd870f97d9119c7f4935d7685ad (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho estudamos o fenômeno de transparência induzida eletromag-neticamente (EIT) em sistemas de três níveis nas configurações lambda, V e cascata. Nestes sistemas, a transparência de um feixe de prova é induzida por um feixe de acoplamento mais forte. Uma comparação sistemática da largura do sinal de EIT e da dispersão no meio para os três sistemas, usando diferentes valores relativos de comprimento de onda dos dois feixes, é apresentada para meios atômicos alargados inomogeneamente. A dependência da EIT com o ângulo entre os feixes de prova e acoplamento é também investigada. Observamos que, embora os sinais de EIT mais estreitos e profundos, e uma maior inclinação da curva de dispersão sejam obtidos para o sistema lambda, o sistema V é o mais robusto com relação ao ângulo entre os feixes e ao comprimento de onda relativo dos feixes. Por fim, apresentamos os resultados obtidos no experimento realizado em um sistema de 3 níveis na configuração cascata levando em conta os níveis 1S01 1P01 e 1D2em átomos de cálcio, descrevendo o uso inédito da técnica de deteção optogalvânica na observação de EIT. Neste experimento observamos EIT em uma lâmpada de catodo oco de Ca com vapor de fundo de Kr que nos forneceu até 76% de cancelamento da absorção de um laser em 423 nm induzido por um laser amarelo 586 nm forte contrapropagante. EIT neste mesmo sistema cascata considerando uma geometria copropagante dos feixes de laser foi observada / Abstract: In this work we studied the phenomenon of electromagnetically induced trans-parency (EIT) in three level systems in the L, Vee and cascade configurations. In these systems, the transparency of a probe beam is induced by a strong coupling beam. A systematic comparison of the EIT signal width and the dispersion in the medium for the three systems for different relative values of wavelength of the two beams is presented for inhomogeneously Doppler-broadened medium. EIT dependence on the angle between the probe and coupling beams is also investigated. We observe that although the narrowest and deepest EIT signal, and the greatest slope of the dispersion curve are obtained for the L system, the V system is the more robust relative to the angle between the beams and to the relative wavelength of the beams. Finally, we present the results obtained in an experiment in a three level cascade system considering the levels 1S01 1P01 and 1D2 in Ca atoms. We describe, for the first time to our knowledge, the use of the optogalvanic detection technique for observing EIT. In this experiment we observed EIT in a Ca hollow cathode lamp with Kr buffer gas, obtaining up to 76% cancellation of absorption of a blue laser beam (423 nm) induced by a strong and counterpropagating yellow beam (586 nm). EIT in a cascade system considering a copropagating geometry of the laser beams was observed. / Mestrado / Física Atômica e Molecular / Mestre em Física

Orientador: Luiz Carlos Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezGonzalez_Eugenio_D.pdf: 364438828 bytes, checksum: 833cf28a97722cd3503a95105edbd795 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese foi dedicada a fabricação de filmes finos, quantum dots e multicamadas de materiais semicondutores IV-VI pela técnica de "pulsed-laser deposititon"(PLD). Na primeira parte do trabalho é detalhada a construção de uma instalação "home made" para PLD. O arranjo experimental construído esta baseado fundamentalmente num sistema de câmara de vácuo bombeado até ~ 1 x 10-7 mbar mediante uma bomba turbo-molecular. A ablação do alvo é produzida utilizando o segundo harmônico de um laser Quantel Nd:Yag (532 nm, 5ns, 20Hz, 165mJ/pulso) operando em modo Q-Switch. O feixe laser pulsado é focalizado a 45° sobre o alvo mediante uma lente de 30 cm de foco. O suporte do alvo é mantido girando durante a ablação para evitar a deterioração do mesmo produzido pela irradiação múltipla do feixe no mesmo lugar. Posteriormente fabricamos e caracterizamos filmes finos de PbTe e HgTe pela técnica de PLD. Foi estudada a influência dos parâmetros de crescimento, tais como a distância alvo- substrato, a fluência do laser e a pressão do gás ambiente nas propriedades morfológicas dos filmes. Escolhendo os parâmetros de crescimento adequados, foram obtidos filmes policristalinos, altamente orientados a praticamente livres de "splashing". Foi feito um estudo da dinâmica de expansão do plasma gerado pela ablação de PbTe através da análise da radiação emitida pela pluma. Medidas de espectroscopia de emissão óptica resolvida no tempo e no espaço revelaram a presença no plasma de espécies não ionizadas (PbI, TeI) e ionizadas uma vez (PblI, TelI). A velocidade das espécies não varia para pressões de argônio até 0,1 mbar, o qual sugere que a pluma se expande sem interações com as moléculas do gás ambiente nesta faixa de pressões. Para pressões acima de 0,5 mbar, aparece uma região de aumento na intensidade de emissão da pluma entre o alvo e o substrato. Esta região está associada ao aumento na densidade de espécies produzida por uma compressão da pluma. Foi proposto um modelo para explicar este fato. Finalmente reportamos a fabricação de multicamadas de SiO2 e QDs de PbTe. As nanopartículas do material semicondutor foram crescidas por "laser ablation" de um alvo de PbTe. A matriz vítrea foi fabricada pela técnica "Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition" (PECVD) utilizando o tetrametilortossilicato (TMOS) como precursor. A altemância entre as duas técnicas foi controlada por computador através de una interface usando o código Lab View. Imagens "cross section" de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) mostram camadas de quantum dots separadas entre si por camadas de SiO2. Foi estudada a influência do tempo de crescimento e da fluência do laser na densidade, tamanho e distribuição de tamanho das nanopartículas. Embora a maior parte das partículas observadas por HRTEM apareceram orientadas na Jireção (200), o padrão de difração de elétrons da multicamada revelou que não existe orientação preferencial para o crescimento dos QDs. Foram medidas a absorção, a luminescência e o tempo de relaxação das multicamadas / Abstract: This thesis was dedicated to the fabrication of thin films, quantum dots and multilayer ofIV-VI semi conducting materiaIs by pulsed-Iaser deposition (PLD). In the first part we report on the construction of a "home made" facility for pulsed laser deposition. The basic experimental set-up fabricated for PLD consists of a vacuum chamber pumped to a base pressure of ~ 1 x 10-7 mbar by a turbo molecular pump. Laser ablation of the target is performed using the second harmonic of a Q-Switched Quantel Nd:Y AG laser (532 nm, 5ns, 20Hz, 1 65mJ/pulse). The pulsed laser beam is focused on an incidence angle of 45° on a target, using a 30 cm lens. The target holder is rotated around the target normal in arder to reduce target degradation by multiple irradiation of a single spot. Afterwards we report on the fabrication and characterization of PbTe and HgTe thin films by pulsed laser deposition in an argon atmosphere. The influence of the growth parameter like target-substrate distance, laser fluence, backing gas pressure and substrate temperature on the structural and morphological properties of the films was studied. Highly oriented, polycrystalline and almost splashing free films were fabricated provided the correct parameter were chosen. We also investigated the expansion dynamics of the plasma induced by the laser ablation of PbTe by analyzing the light emitted from the plume. Space and time-resolved optical spectroscopy measurements indicate the presence of both, neutral (PbI, TeI) and ionized (PbII, TeII) species. The velocities of the species remain unchanged for oxygen pressures up to 0.1 mbar, which suggest that the expansion of the plume occurs without further collisions with the foreign gas in this pressure range. For pressures of 0.5 an above, a region of increasing emission intensity between target and substrate is found when a gas environment is present. This region is related to an increasing of the species density and a compression of the plume. A model to explain this feature was proposed. Finally, we report on the fabrication of SiO2/PbTe multilayers. The gemi conducting nanoparticles were grown by laser ablation of a PbTe target. The glass matrix was fabricated by a plasma chemical vapor deposition (PECVD) method using tetramethoxysilane (TMOS) as precursor. This alternating growth was achieved with a computer-controlled interface using a Lab View code. Cross-section TEM image clearly showed QD' s layer well separated from each other with glass matrix layers. The influence of the ablation time and the laser fluence on the density and size distribution of the quantum dots was studied. Despite most of the nanoparticles observed by HRTEM were oriented in the (200) or (220) directions, electron diffiaction patterns of the multilayer reveal that there is no preferential orientation of the QD's. Absorption, photo luminescence and relaxation time of the multilayer were also too measured / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Antonio Vidiella Barranco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:57:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Decordi_GustavoLazero_M.pdf: 2336423 bytes, checksum: d0ac4b8793e91906cabc7f57fd39f8e7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta dissertação estudamos um modelo da interação radiação-matéria, mais conhecido como modelo Raman acoplado, consistindo de um átomo de três níveis na configuração ? (lambda) acoplado a dois modos do campo quantizado em regime de alta dessintonia átomo-campo. De início, apresentamos uma revisão dos assuntos que formam a base para o entendimento do trabalho. A partir daí, deduzimos o Hamiltoniano efetivo do modelo através do método de transformação unitária mantendo os termos de segunda ordem nas constantes de acoplamento e eliminando o nível intermediário. Na sequência, comparamos a dinâmica atômica sob duas preparações distintas: na primeira delas consideramos os dois modos em estados puros (estados coerentes), enquanto que na segunda alteramos a preparação do modo 2, mudando o estado coerente para um estado de máxima entropia (estado térmico). Finalizamos esta tese apresentando um estudo do emaranhamento na partição átomomodo 1 sob in uência do modo 2, considerado um subsistema externo. Adotando a Negatividade como principal medida de emaranhamento átomo-campo, vericamos em que circunstâncias do modelo (tempo, preparações iniciais) temos o máximo emaranhamento. / Abstract: In this work we study a model for the matter-radiation interaction, best known as Raman coupled model, which consists of an atom with three levels in the ? (lambda) conguration, coupled to two modes of the quantized field in a high atom-field detuning regime. At the beginning, we present a review of the subjects that form the background for understanding the work. After that, we deduce the Effective Hamiltonian of the model through the method of unitary transformation, keeping the terms of second order in the coupling constants and eliminating the intermediate level. In the sequence, we compare the atomic dynamics under two distinct preparations: in the first we consider the two modes as pure states (coherent states), while in the second we change the preparation in the mode 2, switching the coherent state to a state of maximum entropy (thermal state). We finish this dissertation presenting a study of the entanglement in the partition atommode 1 under the influence of the mode 2, considered as an external subsystem. Adopting the Negativity as the main measure of the atom-field entanglement, we verify in wich circumstances of the model (time, initial preparations) we achieve the maximum entanglement / Mestrado / Física Atômica e Molecular / Mestre em Física

Orientador: Solange Bessa Cavalcanti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LozadaVera_JohnJairo_M.pdf: 3582168 bytes, checksum: b939d006da96c563046ce0074e25f72e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Estuda-se a interação entre pulsos ópticos ultracurtos e materiais com band gap fotônico, considerando-se a propagação de luz através de estruturas unidimensionais, compostas de uma super-rede dielétrica periódica cuja célula unitária consiste em um par de camadas com diferentes índices de refração n1e n2, respectivamente. Em particular considera-se o caso em que n2, por exemplo, é um material com não linearidade X (3). É bem sabido que a largura e a localização dos band gaps dependem fundamentalmente do contraste entre os índices de refração d n = | n1 - n1 | e, atribuindo-se a n2 um índice de refração dependente da intensidade, conseguimos controlar dinamicamente a largura do band gap com o pulso de luz incidente. Portanto, a idéia básica é investigar a dinâmica de propagação nas vizinhanças de um band gap dependente da intensidade para aplicações importantes no projeto de dispositivos fotônicos, como por exemplo limitadores de luz e switches puramente ópticos. Dentro do formalismo de Maxwell, experimentos computacionais são feitos considerando a propagação de campos ópticos através de super-redes que possuem não linearidades do tipo Kerr, assim como saturável. Esta última é importante para a descrição da interação com pulsos muito intensos já que neste caso a mudança induzida no índice de refração depende de não linearidades de ordem mais alta e, como consequência, alcança uma saturação. Este modelo é apropriado para descrever materiais tais como vidros dopados com semicondutores (e.g. CdS 1-x Sex) polímeros orgânicos, que possuem propriedades ópticas altamente não lineares. A propagação da onda é resolvida usando uma versão modificada no domínio do tempo do método standard fast Fourier Beam Propagation Method (FFT-BPM) com um passo adaptativo, que pode manejar transmissão, difração e, especialmente, reflexões das ondas electromagnéticas causadas por descontinuidades no índice de refração, com a vantagem de não requerer a introdução de condições de contorno adicionais. / Abstract: The interaction of ultrashort optical pulses with photonic band gap materials has been studied by considering light propagation through one-dimensional photonic band gap structures, composed of a periodic multilayer stack of dielectric materials whose unitary cell consists of a pair of layers with different refractive indices n1and n2, respectively. One of these, say n2, is doped with a X (3)nonlinear material. It is well known that band gaps widths and locations depend fundamentally on the refractive index contrast d n = | n1 - n1 | and, by assigning to n2 an intensity dependent refractive index, one is bound to dinamically control the band gap width with the incident light pulse. Therefore, the basic idea here is to investigate the dynamics of propagation in the neighborhood of such an intensity-dependent band gap for important applications in the design of all-optical photonic devices such as limiters and switches. Within the framework of Maxwell's equations, a numerical investigation is made by considering the propagation of optical fields through multilayers with a Kerr, as well as a saturable, type of nonlinearity. The latter is important for the description of the interaction with high field strength pulses because in this case the field-induced change in the refractive index is influenced by higher-order nonlinearities and, as a consequence, this change becomes saturated. This model is appropriate to describe materials such as semiconductor-doped glasses (e.g. CdS 1-x Sex) and organic polymers, which have high nonlinear optical properties. The wave propagation is solved using a time-domain modified version of the standard fast Fourier Beam Propagation Method (FFT-BPM) with an adaptive step size, which can handle transmission, diÿraction and, especially, reflection of electromagnetic waves caused by discontinuities on the refractive index, with the advantange of not requiring the introduction of additional boundary conditions. / Mestrado / Ótica / Mestre em Física

Orientadores: Kyoko Furuya e Marcos César de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T10:42:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Missori_RicardoJose_D.pdf: 12608973 bytes, checksum: 25d2abc254d2688f7a4225e0cd2bc6aa (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese, apresentamos dois resultados para a geração de emaranhamento, ambos envolvendo a interação entre átomos e radiação. Na primeira parte, propomos um esquema para geração de estados emaranhados envolvendo os estados eletrônicos de dois íons separados espacialmente, cada qual aprisionado em uma cavidade. Um átomo propagante, que cruza essas cavidades, é responsável pela geração de estados emaranhados do tipo Bell entre os dois íons. Mostramos que para tempos específicos de interação, a geração dos estados emaranhados é não-probabilística. Propostas de átomo e íons, candidatos a implementação do esquema experimental, também são apresentadas. Já segunda parte deste trabalho, investigamos um modelo para a interação de dois campos quânticos ortogonalmente polarizados com uma nuvem de átomos de quatro níveis do tipo-X. Consideramos, para nosso esquema, situações físicas onde os átomos funcionam efetivamente como sendo de dois níveis. Assim, dentro de uma aproximação linearizada do campo, nosso Hamiltoniano efetivo bilinear, que representa a interação átomos-campo, passa a depender da diferença de população entre os dois níveis do ensemble de átomos. Após uma medida condicionada nos átomos, mostramos que os dois modos do campo ficam em estados emaranhados não-Gaussianos, diferentemente do que foi considerado em alguns trabalhos recentes na literatura que abordamos. Como a compressão abaixo do limite de ruído na polarização linear pode ser usada como indicadora de emaranhamento na polarização circular, nós podemos usar a variância das quadraturas, combinada com o critério de inseparabilidade para variáveis contínuas, para complementar o nosso estudo sobre o esquema experimental. / Abstract: In this thesis, we present two results of entanglement generation, both involving atom-radiation interaction. In the first part, we consider a scheme for generation of entangled states involving electronic states of two distant ions, each one placed in a cavity. A flying atom, that crosses these cavities, is responsible for the generation of entangled states of the Bell-type between the two ions. We show that for specific times of interaction, the entangled states are generated and in a non-probabilistic way. We also present a realistic proposal of candidates for atoms and ions for an experimental implementation of this scheme. In the second part of this work, we investigate a model for the interaction of two orthogonally polarized quantum fields with a cloud of X-like four-level atoms. We consider, in our scheme, a physical situation where the atoms act effectively like two-level atoms. Thus, in a linearized approximation for the field, we derive a bilinear effective Hamiltonian representing the atom-field interaction, which depends on the difference of population between the ensemble of two-level atoms. After a conditional measurement in the atomic system, we show that the two field modes ends up in a non-Gaussian entangled states, differently from what has been considered in some recent works in the literature. Since the squeezing below the noise limit in the linear polarization can be used as an indicator of entanglement in the circular polarization, we can use the variances in the quadratures, combined with the inseparability criterion for continuum variables, to complement our study of the experimental scheme. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Flávio Caldas da Cruz, Paulo Clóvis Dainese Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T22:50:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SaquinaulaBrito_JoseLuis_M.pdf: 4387885 bytes, checksum: 7b7c41672acbabf5abc5b7c398df00c0 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nos últimos 15 anos os pentes de frequências ópticas baseados em lasers de femtossegundos representaram uma revolução na área de metrología e medidas de precisão, permitindo medir diretamente frequências de várias centenas de THz assim como posibilitando o advento de relógios atômicos ópticos. Estes pentes também têm encontrado importantes aplicações em outras áreas da Física, tais como espectroscopia de alta resolução e precisão, geração de altos harmônicos na região da ultravioleta e raios X moles, ou até na procura de exoplanetas através da calibração de espectrômetros astrofísicos. Neste trabalho, estudamos a geração de pentes de frequências ópticas baseados em moduladores eletro-ópticos e fibras altamente não lineares, com o objetivo de implementar novas configurações, alternativas aos pentes baseados em lasers de femtossegundos. Um objetivo é implementar pentes com a maior largura de banda possível que ao mesmo tempo preservem alta coerência entre as frequências geradas, aproveitando componentes comercialmente disponíveis, desenvolvidos para comunicações ópticas na região espectral de 1550 nm. Buscamos implementar dois tipos de pentes de frequências ópticas. Um deles usa um modulador eletro-óptico e gera um pente com pequena largura de banda (10 nm) e espaçamento entre frequências de 25 GHz. O outro pente, gerado com base em fenômenos não lineares em fibras ópticas, fornece maior largura de banda (270 nm) com espaçamento entre frequências de 776 GHz. No caso do pente de frequências gerado pelo modulador (pente eletro-óptico), o processo é devido ao fenômeno eletro-óptico (efeito Pockels) dentro de um cristal de Niobato de Lítio que também forma uma cavidade óptica ressonante. Utilizamos um laser semicondutor contínuo e de frequência única em 1550 nm para gerar um pente (eletro-óptico) com largura espectral de 10 nm com espaçamento de 25 GHz entre as frequências. O outro pente de frequências ópticas é baseado na criação em cascata de produtos da mistura de quatro ondas produzidos a partir de dois lasers semicondutores contínuos, que foram utilizados tanto em onda contínua (cw) ou pulsados, i.e., com modulação de amplitude. Obtivemos espectros com largura de 269 nm (1431 nm ¿ 1700 nm) e espaçamento entre linhas de 6.3 nm (776 GHz). Finalmente, foi alargado o espectro do pente de frequências ópticas gerado pelo modulador eletro-óptico ao usar fibras altamente não lineares. O espectro obtido apresentaram um alargamento modesto, com largura de 23 nm e separação de 25 GHz entre as frequências / Abstract: In the last 15 years, optical frequency combs based on femtosecond lasers have represented a revolution in the area of metrology and precision measurements, making it possible to directly measure frequencies of several hundred terahertz, and affording the advent of optical atomic clocks. These frequency combs today are used in important applications in other areas of Physics, such as high resolution and accuracy spectroscopy, generation of high harmonics in the ultraviolet and soft X-rays region, or even in the search of exoplanets through calibration of Astrophysics spectrometers. In this work, we study the generation of optical frequency combs based on electro-optic modulators and highly nonlinear fibers, with the goal of implementing new configurations, which can be alternative to frequency combs based on femtosecond lasers. One particular goal is to implement frequency combs with the largest possible bandwidth, while still preserving the coherence between the generated frequencies, and taking advantage of commercially available components developed for optical communications, in the 1550 nm spectral region. We were interested in implement two types of optical frequency combs. One of them uses an electro-optical modulator and generates a frequency comb with small bandwidth (10 nm) and 25 GHz frequency spacing. The other comb, generated by nonlinear phenomena in optical fibers, provides greater bandwidth (270 nm) with a frequency spacing of 776 GHz. In the case of the frequency comb generated by the modulator (electro-optical comb), the process is due to the electro-optical phenomenon (Pockels effect) within a Lithium Niobate crystal which also forms a resonant optical cavity. We use a continuous-wave, single frequency semiconductor laser at 1550 nm to generate a frequency comb with a spectral width of 10 nm and 25 GHz frequency spacing. The other optical frequency comb is based on the creation of cascaded four-wave mixing products, produced from two continuous semiconductor lasers that were used both in continuous-wave (cw) or pulsed operation, i.e., with amplitude modulation.We obtained spectra with a width of 269 nm (1431 nm - 1700 nm) and line spacing of 6.3 nm (776 GHz). Finally, we combined both combs by using the highly nonlinear fiber to expand the optical comb spectrum generated by the electro-optical modulator. The resulting spectra showed a modest broadening, with a width of 23 nm and 25 GHz separation between frequencies / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1186840 / 134295/2013-7 / CAPES / CNPQ

Orientador: Luís Eduardo Evangelista de Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T09:20:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_OctavioJoseSantosde_M.pdf: 3448778 bytes, checksum: 7217b98747d619e694a9b6c7b21e9f36 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Um feixe de luz, após sofrer uma reexão em uma interface plana, é deslocado do caminho previsto pela ótica geométrica. Este desvio do feixe é muito pequeno, tipicamente da ordem do comprimento de onda da luz, que é muito menor do que o tamanho do feixe. Portanto, é difícil de se medir. A técnica de medição fraca óptica tem sido utilizada com sucesso em investigações de deslocamentos de feixe, tal como o deslocamento Goos-Hänchen (GH) e o deslocamento Imbert-Fedorov (IF) (esses são deslocamentos longitudinal e perpendicular ao plano de incidência, respectivamente). Em uma medição fraca, o sistema de medida é projetado sobre um determinado estado nal (pós-seleção), quase ortogonal ao estado inicial (pré-seleção), dando origem a um valor fraco que pode assumir valores muito grandes (amplicados). Nesta dissertação estudamos experimentalmente o deslocamento Goos-Hänchen de um feixe gaussiano focalizado ao sofrer reexão interna total em um prisma via medida fraca. Investigamos este efeito em torno do ângulo crítico c para reflexão interna total. Nosso experimento demonstra pela primeira vez que há uma dependência axial do valor fraco que tem que ser levado em conta, além de um fator fenomenológico na equação de correção do valor fraco. Comparações entre os dados com e sem o fator fenomenológico foi feita, mostrando que ao utilizar esse fator, nossos resultados experimentais mostram um excelente acordo com a previsão teórica / Abstract: A beam of light, after reection from a planar interface, is shifted from the path predicted by ray optics. Such a beam shift is very small, typically of the order of the wavelength of light, which is much smaller than the physical size of the beam. Therefore, it is dicult to measure. The optical weak measurement technique has been successfully used in investigations of beam displacements such as the Goos-Hänchen (GH) and the Imbert-Fedorov (IF) shifts (these are longitudinal and perpendicular to the plane of incidence, respectively). In a weak measurement, the measured system is projected onto a certain nal state (postselected), nearly orthogonal to the inicial state (preselected), giving rise to a measured weak value that may take on very large (amplied). In this dissertation, we study experimentally the Goos-Hänchen shift of a focused Gaussian ligth beam undergoing total internal reection in a prism via weak measurement. We investigate this eect near the critical angle c for total internal reection. Our experiment demonstrates for the rst time that there is an axial dependence of the weak value that has to be taken into account, plus a phenomenological factor in the correction equation of the weak value. Comparisons between the data with and without the phenomenological factor was made, showing that by using this factor, our experimental results show an excellent agreement with the theoretical predication / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1186838/2013 / CAPES

Orientador: Rickson Coelho Mesquita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-29T15:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ForeroTorres_EdwinJohan_M.pdf: 4179362 bytes, checksum: aee9e712d9413439ca126f8c0a72ca77 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As técnicas de espectroscopia de difusão tais como a espectroscopia óptica de difusão (DOS) e a espectroscopia de correlação de difusão (DCS) permitem estudar as propriedades ópticas (ou estáticas) e dinâmicas, respectivamente, de meios turvos como o tecido biológico. Em geral, nestas técnicas se usam modelos de difusão da luz em meios turvos para estimar a intensidade da luz espalhada ou sua flutuação pelo meio, e através da comparação com dados experimentais, quantificar a concentração e o deslocamento quadrático médio das moléculas absorvedoras e espalhadoras que compõem os tecidos. No entanto, por serem técnicas relativamente recentes se conhece pouco em relação à propagação da luz em meios com diferentes geometrias, particularmente em relação com as propriedades dinâmicas. Por essa razão, para obter tais propriedades com estas técnicas é necessário assumir algumas características dos tecidos tais como homogeneidade e geometrias simples que nem sempre são correspondentes à situação real, o que pode ocasionar erros nas estimativas das propriedades. Nos últimos anos, os algoritmos de Monte Carlo têm sido cada vez mais usados para analisar a propagação da luz através de meios turvos, entre outras coisas porque envolvem poucas hipóteses e permitem simular meios com alto grau de heterogeneidade. Assim, este projeto propôs o estudo de simulações de Monte Carlo no problema de propagação da luz no tecido biológico, adaptando e modificando o algoritmo livre para download chamado mcxyz. Este estudo se enfocou em meios com geometrias semi-infinita e de duas camadas. Neste projeto também se estabeleceu uma metodologia para a obtenção das propriedades ópticas e dinâmicas de tecidos biológicos, implementando um algoritmo genético para o caso estático e um algoritmo de Levenberg-Marquardt para o caso dinâmico. Estes algoritmos foram testados sobre as medidas de DOS e DCS feitas na cabeça de voluntários sadios, comparando os resultados obtidos com os resultados encontrados pelas técnicas convencionais para meios semi-infinito e de duas camadas. Palavras-chaves: Monte Carlo, Espectroscopia de Difusão, Algoritmos de otimização / Abstract: Diffusion spectroscopy techniques such as optical diffusion spectroscopy (DOS) and diffusion correlation spectroscopy (DCS) allow to study the optical (or static) properties and dynamic respectively, of turbid media such as biological tissue. In general, in these techniques, difusse light models of turbid media are used to estimate the intensity of scattered light or a fluctuation in the middle and through comparison with experimental data, to quantify the concentration and the mean square displacement of the absorbing and scattering molecules which comprise tissues. However, recent techniques being relatively little is known regarding the propagation of light in media with different geometries, particularly in relation to the dynamic properties. For this reason, for such properties with these techniques it is needed to take some tissue characteristics such as homogeneity and simple geometries that are not always correspond to the real situation, which can lead to errors in estimates of property. In recent years, Monte Carlo algorithms have been increasingly used to analyze the light propagation through turbid media, among other things because they involve little hypothesis and allowing to simulate media with a high degree of heterogeneity. Thus, this project proposes the study of Monte Carlo simulations on the problem of propagation of light in biological tissue, adapting and modifying the algorithm to free download called mcxyz. This study is focused on media with semi-infinite geometries and two layers. This project also established a methodology to obtain the optical and dynamic properties of biological tissues, implementing genetic algorithms to the static case and Lenverberg Maquerest algorithm for dynamic case. These algorithms were tested on the DCS and DOS measurements made in head volunteers, comparing the results obtained with results obtained by conventional techniques for semi-infinite and two layers media. Keywords: Monte Carlo, Diffusion Spectroscopy, Optimization Algorithms / Mestrado / Física / Mestre em Física / 119701-7/2013 / CAPES

Orientador: Luís Eduardo Evangelista de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-29T14:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandezApolinario_Ulices_D.pdf: 32632596 bytes, checksum: 913293ad92a80bba8b449b4814411610 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nesta tese, propomos, descrevemos e desenvolvemos um novo mecanismo de clonagem de imagens ópticas baseado no efeito atômico coerente da absorção induzida eletromagneticamente ("EIA"). Estudamos experimentalmente a transferência de uma imagem impressa em um feixe forte de acoplamento para um feixe fraco de prova ressonante em um sistema atômico de rubídio de quatro níveis do tipo N degenerado. Nos experimentos, uma imagem bidimensional correspondente a um padrão de linhas horizontais é aplicada ao feixe de acoplamento e transferida para um feixe de prova, de mesma frequência mas polarização ortogonal ao laser de acoplamento. A clonagem de imagem é estudada em função da potência, dessintonia e grau de coerência espacial do feixe de acoplamento. Nós mostramos experimentalmente que o feixe de prova clonado que carrega a imagem é transmitido sem a difração usual. Apresentamos um modelo teórico, para o caso de um feixe de acoplamento espacialmente coerente, que prevê que as características transversais do feixe de acoplamento são transferidas para o feixe de prova de maneira eficiente, apesar da imagem de controle sofrer distorções devido a difração durante a propagação. De fato, as imagens clonadas podem ser muito melhores do que as imagens de acoplamento originais, com estruturas reduzidas em tamanho por aproximadamente um fator de 2. Experimentalmente, verificamos que quanto menor o grau de coerência da luz, melhor é a imagem clonada quando comparada com a imagem de acoplamento a uma mesma distância de propagação. Uma comparação com outras técnicas de clonagem estudadas na literatura, com luz espacialmente coerente, mostra que o nosso mecanismo apresenta um desempenho similar a elas, com uma transmissão máxima da imagem clonada pelo vapor atômico de aproximadamente 10% / Abstract: In this thesis, we propose, describe and develop a new optical imaging cloning mechanism based on the coherent atomic effect of electromagnetically induced absorption ("EIA"). We experimentally study the transfer of an image imprinted onto a strong coupling beam to a resonant weak probe beam in a rubidium atomic system in a degenerate four-level N configuration. In the experiments, a two-dimensional image corresponding to a pattern of horizontal lines is imprinted onto the coupling beam and transferred to a probe beam of the same frequency, but with orthogonal polarization to the coupling laser. Image cloning is studied as a function of power, detuning and the degree of spatial coherence of the coupling beam. We show experimentally that the cloned probe beam carrying the image is transmitted without the usual diffraction. We present a theoretical model, for the case of a fully spatially-coherent coupling beam, that predicts that the transverse characteristics of the coupling beam are efficiently transferred to the probe beam, in spite of distortions of the control image due to diffraction during propagation. Indeed, the cloned images can be much better than the original images of the coupling beam, with structures reduced in size by approximately a factor of 2. Experimentally, we found that the lower the degree of coherence of the coupling light, the better the cloned image compared to the coupling image for the same propagation distance. A comparison with other cloning techniques studied in the literature, with spatally coherent light, shows that our mechanism has a similar performance, with a maximum cloned image transmission by the atomic vapor of approximately 10% / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 153079/2010 / 0554/15 / CNPQ / Funcamp