Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 22318242 bytes, checksum: 4351a310199468e6df013ff385c10c32 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / When one focus a radiation in an atomic vapor, the radiation may undergo absorption and emission several times before the photons leave the cell volume that contains the vapor. As a result of these several scattering occurring inside the cell, the spectral profile of the incident radiation undergoes an evolution, which is governed by the mechanisms of frequency redistribution. There are two kinds of frequency redistribution: a Partial Frequency Redistribution (PFR) and a Complete Frequency Redistribution (CFR). When there is a correlation between the emission and absorption frequencies, we say that a PFR occurred. Otherwise, when there is no correlation between the absorbed and emitted frequencies, we say that a CFR occurred. This frequency redistribution has its origin in the inhomogeneity of the spectral profiles of the incident radiation and the response of the resonant vapor. It may be noted also that this inhomogeneity determines the distribution of step lengths of photons in an atomic vapor. The photons which propagate through this atomic medium perform a random walk between successive processes of absorption and emission, whose step length r is described by a probability distribution so-called "long tail". However, the superdifusive behavior of these photons is characterized by a single step length, which decreases asymptotically following a power law P(r) r with < 3. In this work we study, on a hand, the frequency redistribution in two parts: the first one is for several detunings of the radiation relative to the absorption center and we fix the vapor density, and, at a second part, we fixed the radiation detuning of the radiation and we changed the atomic density. In our numerical model, we studied rubidium atoms, by considering its optically active electronic structure with only two levels of energy and we excited it at the frequency of its D2 line. For the second part of this work, we analyzed numerically the exponent of the power law for the probability distribution of the single step lengths of the photons in an atomic vapor for absorption spectra and modified emission. For the last part of this work, we developed an experimental model to analyze the frequency redistribution, where the emitted photons coming out of the cell volume are collected in a certain solid volume by a lens of a few centimeters, directed through a fiber for analysis by a Fabry-Perot. Furthermore, an experimental setup has been developed to generate the probability distribution of photon steps, where we modified the spectra of the incident radiation or absorption. In the case of the incident radiation, it is guided by a fiber towards a second cell where a CCD camera with high sensitivity allows measuring the length of individual photon steps. / Quando incide-se uma radiação em um vapor atômico, esta pode sofrer processos de absorção e de emissão várias vezes antes que os fótons saiam do volume da célula que contém o vapor. Em consequência destes diversos espalhamentos, que ocorrem no interior da célula, o prol espectral da radiação incidente sofre uma evolução, o qual é regido pelos mecanismos de redistribuição em frequências. Existem dois tipos de redistribuição em frequências, a Redistribuição Parcial em Frequências (PFR) e a Redistribuição Completa em Frequências (CFR). Quando existe correlação entre a frequência de emissão e da absorção, dizemos que ocorreu uma PFR. Caso contrário, quando não há quaisquer correlação entre as frequências absorvidas e emitidas, dizemos que ocorreu CFR. Esta redistribuição em frequências tem sua origem na inomogeneidade dos perfis espectrais da radiação incidente e da resposta do vapor ressonante. Pode-se destacar, também, que esta inomogeneidade determina a distribuição dos comprimentos de passos dos fótons no vapor atômico. Os fótons que propagam-se neste meio atômico executam um passeio aleatório entre sucessivos processos de absorção e emissão, cujo comprimentos dos passos r é descrito por uma distribuição de probabilidade de dita "cauda longa". Contudo, o comportamento superdifusivo destes fótons é caracterizado por um comprimento de passo único, decaindo assintoticamente como uma lei de potência P(r) r com < 3. Neste trabalho estamos estudando, de uma parte, a redistribuição em frequências em duas etapas, sendo a primeira para diversas dessintonizações da radiação em relação ao centro de absorção, mantendo-se fixa a densidade do vapor e, em uma segunda etapa, deixamos fixa a dessintonização da radiação, variando-se a densidade atômica. Em nosso modelo numérico estudamos átomos de rubídio, considerando sua estrutura eletrônica oticamente ativa com apenas dois níveis de energia e excitado na frequência de sua linha D2. Para a segunda parte deste trabalho analisamos, de forma numérica, o expoente da lei de potência para a distribuição de probabilidade dos comprimentos de passos individuais dos fótons em um vapor atômico para espectros de absorção e emissão modificados. Para a última parte deste trabalho, desenvolveu-se um modelo experimental para analisar a redistribuição em frequências, onde os fótons emitidos que saem do volume da célula são coletados em certo volume sólido por uma lente de alguns centímetros, direcionados através de uma fibra para análise por um Fabry-Pérot. Além disso, foi desenvolvido uma técnica experimental para gerar a distribuição de probabilidade de passos dos fótons onde modificamos os espectros da radiação incidente ou de absorção. No caso da radiação incidente, esta é guiada por uma fibra para uma segunda célula, onde uma câmera CCD, de sensibilidade elevada, permite medir o comprimento de passos individuais dos fótons.