Orientador: Luís Eduardo Evangelista de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SilvaniaAlvesde_D.pdf: 4970692 bytes, checksum: f260af26ecacc7e92b1246968850ff9b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta tese apresentamos o estudo teórico de grades de difração induzidas em meios atômicos na condição de transparência induzida eletromagneticamente (EIT). As grades atômicas que serão descritas baseiam-se na não-linearidade Kerr gigante exibida pelos átomos sob EIT. No primeiro estudo realizado, a grade atômica é gerada a partir da modulação da não-linearidade Kerr através de uma onda estacionária. Neste estudo, aplicamos a teoria de ondas acopladas, desenvolvida originalmente para grades acústicas e holográficas, para a grade atômica de modo a obter uma expressão analítica para a eficiência de difração em primeira ordem. Altas eficiências de difração de um feixe de prova ressonante são previstas para incidência próxima ao ângulo de Bragg. Em um segundo estudo, descrevemos uma grade atômica do tipo ¿blazed¿ criada através da inserção de uma máscara de intensidade em um dos feixes responsáveis pela não-linearidade Kerr do meio. Eficiências de difração em primeira ordem para o feixe de prova próximas a 100% foram obtidas. Por último, discutimos uma grade de difração induzida na condição de coerência máxima entre os estados fundamentais de um átomo. Esta grade difrata não somente o feixe de prova incidente, mas também um segundo feixe gerado por mistura de quatro ondas. Apesar desta última grade apresentar eficiência de difração muito menor do que as duas grades anteriores, esta grade pode operar em vários comprimentos de onda diferentes, embora envolva sempre um feixe ressonante com alguma transição atômica. Além da contribuição teórica, trabalhos experimentais relacionados à área de aprisionamento e resfriamento de átomos foram realizados. Inicialmente, um experimento de espectrocopia de fotoassociação próximo ao limite de dissociação em uma amostra de 85Rb é apresentado. Em seguida, uma fonte de laser em 423 nm, formada por um laser de Ti-Sa com dobramento intracavidade através de um cristal LBO, que foi construída e estabilizada é descrita / Abstract: In this thesis we present a theoretical study on induced diffraction gratings in atomic media under electromagnetically induced transparency condition. The atomic gratings which will be described are based on the giant Kerr nonlinearity displayed by the atoms under EIT. In the first study, the atomic grating is generated from the modulation of the Kerr nonlinearity through a stationary wave. In this study, we apply coupled wave theory, originally developed for acoustic and holographic gratings, for an atomic grating in such a way that an analytical expression for the first order diffraction is obtained. High diffraction efficiencies of the resonant probe beam are predicted for incidence near Bragg angle. In a second study, we describe a blazed-type atomic grating created through the insertion of an intensity mask in one of the beam responsible for the Kerr nonlinearity of the medium. First order diffraction for the probe beam near 100% efficiency was observed. Finally, we discuss a diffraction grating induced under maximum coherence condition between the ground states of an atom. This grating diffracts not only the probe beam, but also a second beam generated by four wave mixing. Although this last grating shows a diffraction efficiency much smaller than the previous one, this grating can operate in several wavelengths, although involving a beam resonant with an atomic transition. Besides the theoretical contribution, experimental works related to the cooling and trapping of atoms were implemented. Initially, an experiment of photoassociation spectroscopy near the dissociation limit in a sample of cold rubidium atoms is presented. Following, a homebuilt laser source at 423 nm formed by a Ti-Sapphire laser with intracavity frequency doubling through a LBO crystal that was stabilized is described / Doutorado / Física Atômica e Molecular / Doutora em Ciências

Orientador: Luís Eduardo Evangelista de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:46:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BecerraCastro_EmilioManuel_D.pdf: 3066640 bytes, checksum: 3e7ff0e58dae7364f9f6d0b5f37924eb (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste tese apresentamos um estudo teórico dos efeitos de coerência atómica em vapor atómico com o propósito de estudar teoricamente efeitos óticos não-lineares transversais a baixas intensidades de luz. Sob a condição da transparência induzida eletromagneticamente, um meio atómico pode desenvolver não-linearidades óticas gigantes, possibilitando a observação de efeitos óticos não-lineares a baixas intensidades. Investigamos três efeitos transversais: emissão cónica, focalização induzida e feixes de vórtices induzidos eletromagneticamente. Todos estes três efeitos têm origem na modulação de fase cruzada entre um laser de prova e um laser sinal, ambos fracos, com intensidades abaixo da intensidade de saturação das transições às quais estão acopladas. Em emissão cónica, descrevemos a formação de anéis ao redor de um feixe de prova fraco. No estudo de focalização induzida, descrevemos como que a aplicação de uma máscara de intensidade ao feixe sinal pode levar à formação de lentes GRIN no vapor atómico, induzindo à focalização do laser de prova. Por último, estudamos a conversão do feixe de prova em um feixe de vórtice ótico pela aplicação de uma máscara de intensidade espiral ao feixe sinal / Abstract: In this thesis we present theoretical study of the effects of atomic coherence in atomic vapor for the purpose of studying theoretically transverse nonlinear optical effects at low light levels. Under the conditions of electromagnetically induced transparency, an atomic medium can develop giant optical nonlinearities, allowing the observation of nonlinear optical effects to low intensities. We investigate three transverse effects: conical emission, induced focusing and electromagnetically induced vortices. All three of these effects stem from cross-phase modulation between probe and a signal laser, both weak with intensities below the saturation intensity the transitions to they coupled. In conical emission, we describe the formation of rings around a weak probe beam. In the study of induced focusing, we describe how applying an intensity mask to the signal beam can lead to the formation of GRIN lenses the atomic vapor, leading to focusing of the probe laser. Finally, we studied the conversion of the probe beam into an optical vortex beam by applying a spiral intensity mask to the signal beam / Doutorado / Física / Doutor em Ciências