Técnicas de Mistura de 4 Ondas foram utilizadas para se estabelecer e observar redes de difração dinâmicas formadas pela população de íons Cr+3 e através disto estudamos os efeitos de saturação em Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de 4 Ondas (CFMD40) em cristais de GdAlO3 : Cr+3 (Aluminato de Gadolínio dopado com Cr+3) e Al2O3 : Cr+3 (Rubi). Foi utilizado um laser de Argonio CW em &lambda = 514nm para investigar experimentalmente o comportamento estacionário e transiente da eficiência (ou refletividade) na CFMD40, onde obtivemos um bom acordo com os modelos teóricos utilizados. Pela primeira vez foi registrada a resposta temporal transiente do campo conjugado em CFMD40 para cristais de GdAlO3 : Cr+3, onde foi desenvolvida e utilizada uma nova técnica de medida. Nossos resultados de eficiência estacionaria para o cristal de GdAlO3 : Cr+3 são, segundo nosso conhecimento, os mais altos obtidos neste tipo de material utilizando-se lasers contínuos neste comprimento de onda. Realizamos também um experimento onde podemos comprovar a participação de ambas as redes absorptiva e dispersiva induzida nestes materiais fato este considerado em nosso modelo teórico. / Four Wave Mixing techniques were used to establish and probe dynamic gratings generated by Cr+3 ions population. By this method this we have studied the saturation effects in phase conjugation by Degenerate Four- wave Mixing (DFWM) in GdAlO3 : Cr+3 (Cr+3 doped Gadolineum Aluminatum) and Al2O3 : Cr+3 (Ruby). An Argon ion laser at &lambda = 514nm was used to investigate the stationary and transient behavior of efficiency in DFWM, where we have obtained good agreement with the theoretical models. For the first time the transient response of conjugated field by DFWM was measured in a GdAlO3 : Cr+3 crystal, using a new experimental technique. In the GdAlO3 : Cr+3 sample we obtained a maximum DFWM stationary efficiency of approximately 10%, which as far as we know, is the highest value achieved in this kind of material using a CW laser at this wavelength. We have also performed an experiment to probe the both contribution of absorptive and dispersive induced gratings in these materials, as we have considered in our theoretical model.

Técnicas de Mistura de 4 Ondas foram utilizadas para se estabelecer e observar redes de difração dinâmicas formadas pela população de íons Cr+3 e através disto estudamos os efeitos de saturação em Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de 4 Ondas (CFMD40) em cristais de GdAlO3 : Cr+3 (Aluminato de Gadolínio dopado com Cr+3) e Al2O3 : Cr+3 (Rubi). Foi utilizado um laser de Argonio CW em &lambda = 514nm para investigar experimentalmente o comportamento estacionário e transiente da eficiência (ou refletividade) na CFMD40, onde obtivemos um bom acordo com os modelos teóricos utilizados. Pela primeira vez foi registrada a resposta temporal transiente do campo conjugado em CFMD40 para cristais de GdAlO3 : Cr+3, onde foi desenvolvida e utilizada uma nova técnica de medida. Nossos resultados de eficiência estacionaria para o cristal de GdAlO3 : Cr+3 são, segundo nosso conhecimento, os mais altos obtidos neste tipo de material utilizando-se lasers contínuos neste comprimento de onda. Realizamos também um experimento onde podemos comprovar a participação de ambas as redes absorptiva e dispersiva induzida nestes materiais fato este considerado em nosso modelo teórico. / Four Wave Mixing techniques were used to establish and probe dynamic gratings generated by Cr+3 ions population. By this method this we have studied the saturation effects in phase conjugation by Degenerate Four- wave Mixing (DFWM) in GdAlO3 : Cr+3 (Cr+3 doped Gadolineum Aluminatum) and Al2O3 : Cr+3 (Ruby). An Argon ion laser at &lambda = 514nm was used to investigate the stationary and transient behavior of efficiency in DFWM, where we have obtained good agreement with the theoretical models. For the first time the transient response of conjugated field by DFWM was measured in a GdAlO3 : Cr+3 crystal, using a new experimental technique. In the GdAlO3 : Cr+3 sample we obtained a maximum DFWM stationary efficiency of approximately 10%, which as far as we know, is the highest value achieved in this kind of material using a CW laser at this wavelength. We have also performed an experiment to probe the both contribution of absorptive and dispersive induced gratings in these materials, as we have considered in our theoretical model.

Neste trabalho estudamos teórica e experimentalmente o efeito de Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de Quatro Ondas (CFMD40) e Modulação Transversal de Fase em cristais dopados com Cr+3. Estudamos a CFMD40 em Al2O3:Cr+3 (rubi) e GdAlO3:Cr+3 com um laser de Ar (em λ=514nm) obtendo um bom acordo entre os resultados experimentais e os teóricos (nestes cálculos usamos os valores de n2 de um trabalho anterior [1]). O modelo teórico que fizemos explica muito bem o comportamento de saturação da eficiência da CFMD40 que não era compreendido em trabalhos anteriores [47,48.2]. Usando os mesmos valores de n2 obtivemos um bom acordo entre os resultados experimentais e teóricos para o efeito de Modulação Transversal de Fase. Também fizemos um modelo teórico para o efeito de Modulação Transversal de Fase em CFMD40 que explica nossas observações [2]. A não linearidade destes materiais foi investigada usando-se três técnicas experimentais diferentes [1.2] e por dois outros grupos [61.62] (para o rubi) através de mistura de duas ondas não degeneradas. Todas estas medidas estão em bom acordo. Na alexandrita (BeAl2O 4:Cr+3) estudamos o espectro de χ(3) (ou n2) em ressonância das linhas R. Nos atribuímos a forma assimétrica do espectro como sendo oriunda de duas contribuições para susceptibilidade, onde um termo é devido a interação ressonante com o sistema de dois níveis e o outro devido a mudança de polarizabilidade causada pela população do estado excitado (esta é a primeira vez que este efeito foi observado). / In this work we studied theoretical and experimentally the effects of Phase Conjugation by Degenerate Four Wave Mixing and Transversal Phase (PCD4WM) Modulation in Cr+3 doped crystals. We studied the PDC4WM in Al2O3:Cr+3 (ruby) and GdAlO3:Cr+3 with on Ar laser (at λ= 514 nm) and obtained a good agreement between our experimental and theoretical results (in these ca1culations we used the nonlinear refractive index n 2 values from a previous paper [1]. The theoretical model that we developed explains very well the saturation behaviour of the PDC4WM efficiency that was not understood in previous papers [47.48,2]. These values of n2 are also in good agreement with our results in Transverse Phase Modulation. We also developed a theoretical model for the effect of Transverse Phase Modulation in PCDFWM that explains our observations [2]. The nonlinearity ?n IND.2? from these materials was investigated by us using three different techniques [1.2], by other two groups [61.62] (for the ruby) in nondegenerate two-wave mixing and all those measurements are in good agreement. In alexandrite (BeAl2O4:Cr +3) we studied the χ(3) (or n2) spectrum in resonance with the R lines. We attributed the asymetric shape of the spectrum by the effect of two differents contributions, one term due to the resonant interaction of the two-level system and the other due to the polarizability change caused by excited state population (this is the first observation of this kind of effect.

Neste trabalho estudamos teórica e experimentalmente o efeito de Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de Quatro Ondas (CFMD40) e Modulação Transversal de Fase em cristais dopados com Cr+3. Estudamos a CFMD40 em Al2O3:Cr+3 (rubi) e GdAlO3:Cr+3 com um laser de Ar (em λ=514nm) obtendo um bom acordo entre os resultados experimentais e os teóricos (nestes cálculos usamos os valores de n2 de um trabalho anterior [1]). O modelo teórico que fizemos explica muito bem o comportamento de saturação da eficiência da CFMD40 que não era compreendido em trabalhos anteriores [47,48.2]. Usando os mesmos valores de n2 obtivemos um bom acordo entre os resultados experimentais e teóricos para o efeito de Modulação Transversal de Fase. Também fizemos um modelo teórico para o efeito de Modulação Transversal de Fase em CFMD40 que explica nossas observações [2]. A não linearidade destes materiais foi investigada usando-se três técnicas experimentais diferentes [1.2] e por dois outros grupos [61.62] (para o rubi) através de mistura de duas ondas não degeneradas. Todas estas medidas estão em bom acordo. Na alexandrita (BeAl2O 4:Cr+3) estudamos o espectro de χ(3) (ou n2) em ressonância das linhas R. Nos atribuímos a forma assimétrica do espectro como sendo oriunda de duas contribuições para susceptibilidade, onde um termo é devido a interação ressonante com o sistema de dois níveis e o outro devido a mudança de polarizabilidade causada pela população do estado excitado (esta é a primeira vez que este efeito foi observado). / In this work we studied theoretical and experimentally the effects of Phase Conjugation by Degenerate Four Wave Mixing and Transversal Phase (PCD4WM) Modulation in Cr+3 doped crystals. We studied the PDC4WM in Al2O3:Cr+3 (ruby) and GdAlO3:Cr+3 with on Ar laser (at λ= 514 nm) and obtained a good agreement between our experimental and theoretical results (in these ca1culations we used the nonlinear refractive index n 2 values from a previous paper [1]. The theoretical model that we developed explains very well the saturation behaviour of the PDC4WM efficiency that was not understood in previous papers [47.48,2]. These values of n2 are also in good agreement with our results in Transverse Phase Modulation. We also developed a theoretical model for the effect of Transverse Phase Modulation in PCDFWM that explains our observations [2]. The nonlinearity ?n IND.2? from these materials was investigated by us using three different techniques [1.2], by other two groups [61.62] (for the ruby) in nondegenerate two-wave mixing and all those measurements are in good agreement. In alexandrite (BeAl2O4:Cr +3) we studied the χ(3) (or n2) spectrum in resonance with the R lines. We attributed the asymetric shape of the spectrum by the effect of two differents contributions, one term due to the resonant interaction of the two-level system and the other due to the polarizability change caused by excited state population (this is the first observation of this kind of effect.