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Processos dinâmicos em sistemas de transparência eletromagneticamente induzida / Dynamical processes in electromagnetic induced transparency systemsTheophilo, Klara Rhaissa Burlamaqui 29 June 2015 (has links)
A transparência eletromagneticamente induzida (EIT) atraiu bastante atenção no campo da física atômica por suas possíveis aplicações em informação quântica. No entanto, processos transientes em condição de EIT não foram tão largamente estudados. Nesse trabalho, investigamos átomos frios de rubídio sob condição de EIT, num estado transiente. Utilizando espectroscopia de correlação de ruído, que é uma técnica mais sensível que uma espectroscopia de intensidade média, investigamos a resposta atômica assimétrica para uma varredura crescente ou decrescente na frequência do feixe de prova do sistema de Lambda-EIT. A observação dessa assimetria, que não podia ser explicada pelas previsões teóricas baseadas nas equações de Bloch para o átomo de 3-níveis, modelo até então utilizado, nos lançou numa busca pelas possíveis causas desse efeito enigmático. Logo, várias hipóteses foram formuladas, acarretando uma larga exploração experimental, incluindo o ângulo entre os feixes de EIT, dessintonia, potência e direção de incidência do rebombeio. Além disso, espectros no domínio do tempo foram estudados, para entender a evolução temporal do sistema para o estado estacionário. Paralelamente ao experimento, desenvolvemos novos modelos teóricos. Nossa mais recente abordagem teórica modela o sistema como um átomo de 5-níveis, nos quais 3 níveis são referentes ao sistema Lambda e os outros dois são os níveis acoplados pelo rebombeio. Ainda mais, consideramos também as forças óticas no sistema. Esse modelo obteve bom acordo com os dados experimentais, para espectroscopia de intensidade média. / The electromagnetic induced transparency (EIT) has attracted a lot of attention since its applications in quantum information were discovered. However, transient dynamics in this context were not as well explored. Here, we present a study of a cold rubidium ensemble under electromagnetic induced transparency (EIT), during a transient interaction. Using noise correlation spectroscopy, which is a more sensitive technique than a mean intensity spectroscopy, we investigated an asymmetric atomic response to an increasing or decreasing frequency scanning of the probe beams in the Lambda-EIT system. The observation of this asymmetry, which could not be explained by the theoretical predictions based on the Bloch equations for 3-level atom, the previously used model, launched us in a search for possible causes of this enigmatic effect. Straightforward, several hypotheses were formulated, resulting in a wide experimental exploration, including parameters as the angle between the EIT beams, detuning, power and direction of incidence of the repump beam. In addition, spectra in the time domain were studied in order to understand the evolution of the system to the steady-state. Parallel to the experiment, we developed new theoretical models. Our latest theoretical approach models the system as an atom of 5-levels in which 3 levels are related to the Lambda system and the other two levels are coupled by the repump. Moreover, we also consider the optical forces in the system. This model has obtained good agreement with the experimental data, for mean intensity spectroscopy.
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Processos dinâmicos em sistemas de transparência eletromagneticamente induzida / Dynamical processes in electromagnetic induced transparency systemsKlara Rhaissa Burlamaqui Theophilo 29 June 2015 (has links)
A transparência eletromagneticamente induzida (EIT) atraiu bastante atenção no campo da física atômica por suas possíveis aplicações em informação quântica. No entanto, processos transientes em condição de EIT não foram tão largamente estudados. Nesse trabalho, investigamos átomos frios de rubídio sob condição de EIT, num estado transiente. Utilizando espectroscopia de correlação de ruído, que é uma técnica mais sensível que uma espectroscopia de intensidade média, investigamos a resposta atômica assimétrica para uma varredura crescente ou decrescente na frequência do feixe de prova do sistema de Lambda-EIT. A observação dessa assimetria, que não podia ser explicada pelas previsões teóricas baseadas nas equações de Bloch para o átomo de 3-níveis, modelo até então utilizado, nos lançou numa busca pelas possíveis causas desse efeito enigmático. Logo, várias hipóteses foram formuladas, acarretando uma larga exploração experimental, incluindo o ângulo entre os feixes de EIT, dessintonia, potência e direção de incidência do rebombeio. Além disso, espectros no domínio do tempo foram estudados, para entender a evolução temporal do sistema para o estado estacionário. Paralelamente ao experimento, desenvolvemos novos modelos teóricos. Nossa mais recente abordagem teórica modela o sistema como um átomo de 5-níveis, nos quais 3 níveis são referentes ao sistema Lambda e os outros dois são os níveis acoplados pelo rebombeio. Ainda mais, consideramos também as forças óticas no sistema. Esse modelo obteve bom acordo com os dados experimentais, para espectroscopia de intensidade média. / The electromagnetic induced transparency (EIT) has attracted a lot of attention since its applications in quantum information were discovered. However, transient dynamics in this context were not as well explored. Here, we present a study of a cold rubidium ensemble under electromagnetic induced transparency (EIT), during a transient interaction. Using noise correlation spectroscopy, which is a more sensitive technique than a mean intensity spectroscopy, we investigated an asymmetric atomic response to an increasing or decreasing frequency scanning of the probe beams in the Lambda-EIT system. The observation of this asymmetry, which could not be explained by the theoretical predictions based on the Bloch equations for 3-level atom, the previously used model, launched us in a search for possible causes of this enigmatic effect. Straightforward, several hypotheses were formulated, resulting in a wide experimental exploration, including parameters as the angle between the EIT beams, detuning, power and direction of incidence of the repump beam. In addition, spectra in the time domain were studied in order to understand the evolution of the system to the steady-state. Parallel to the experiment, we developed new theoretical models. Our latest theoretical approach models the system as an atom of 5-levels in which 3 levels are related to the Lambda system and the other two levels are coupled by the repump. Moreover, we also consider the optical forces in the system. This model has obtained good agreement with the experimental data, for mean intensity spectroscopy.
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Estudo do deslocamento Zeeman em ressonâncias de transparência eletromagneticamente induzida em vapor de césio: aplicação à magnetometriaJosé Ribeiro Neto, Plínio 31 January 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho propomos e demonstramos o uso do efeito de transparência eletromagneticamente
induzida num vapor atômico como uma ferramenta para medir campos magnéticos
com alta precisão. O princípio da técnica reside na ressonância muito estreita associada
com este efeito coerente e no deslocamento Zeeman desta ressonância quando um
campo magnético externo longitudinal é aplicado. Este campo magnético define também
a direção de quantização. O esquema proposto, empregamos feixes contra-propagantes
o que permitiu a observação simultânea da dupla ressonância de transparência eletromagneticamente
induzida, cuja separação em frequência está diretamente relacionada à
componente do campo magnético paralelo à direção de propagação dos feixes incidentes.
A técnica foi demonstrada usando um sistema de dois níveis degenerados dos átomos de
césio a temperatura ambiente. Em particular ela foi também explorada para medida de
deslocamento de frequência dos subníveis Zeeman do estado fundamental hiperfino do césio
6S1/2, F = 3. Também calculamos o espectro da transparência eletromagneticamente
induzida num meio inomogeneamente pelo efeito Doppler e estudamos sua dependência
com o campo magnético aplicado assim como também com a intensidade do feixe de
bombeamento. Estes cálculos se comparam rasoavelmente bem com os resultados observados
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Armazenamento e manipulação de luz em coerências zeeman de átomos friosMoretti, Danieverton 31 January 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta tese, realizamos experiências relacionadas com o armazenamento de informação
óptica em um ensemble de átomos frios de césio. A configuração experimental utilizada
foi semelhante à de mistura de quatro ondas degenerada resolvida no tempo, usando a
geometria conhecida como conjugação de fase óptica.
Investigamos, tanto teórica quanto experimentalmente, diversos efeitos coerentes e
mostramos explicitamente o armazenamento de uma grade de coerência entre os subníveis
Zeeman pertencentes a um nível hiperfino do estado fundamental do césio. Analisamos
o comportamento da energia dos pulsos gerados em função das intensidades dos campos
envolvidos e observamos diferentes comportamentos de saturação.
Em outro experimento, estudamos as correlações de energia entre diferentes modos
temporais e espaciais gerados coerentemente pelo meio, o qual permitiu observar que os
efeitos de emissão espontânea são predominantes quando cada transição do sistema é
acessada com mesma intensidade de leitura. As larguras temporais dos modos envolvidos
no processo mostraram ser invariantes quando a intensidade total de leitura se mantém
constante.
Realizamos também, usando um campo magnético externo, uma investigação sobre a
evolução coerente do estado armazenado. Medimos a evolução temporal do sinal difratado
em duas condições experimentais distintas: com o campo magnético externo aplicado paralelo
e perpendicularmente à direção de propagação dos campos ópticos. Em ambos
os casos, observamos uma série de collapses and revivals que estão intimamente relacionados
com a precessão de Larmor da grade Zeeman armazenada em torno do campo
magnético aplicado externamente.
Finalmente, realizamos experiências envolvendo modos do campo eletromagnético que
possuem momentum angular orbital (MAO). Demonstramos o armazenamento de estados
de MAO e de suas superposições coerentes, bem como sua manipulação com campos magnéticos externos. Mostraremos que o MAO óptico pode ser armazenado, manipulado e recuperado coerentemente a partir do sistema atômico.
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