<p> When a beam of electromagnetic radiation, limited by an aperture, undergoes total internal reflection, a sideways displacement of the reflected beam results. This displacement is known as the Goos-Hänchen Shift. </p> <p> In this work the Goos-Hänchen Shift is studied with 3.2 cm microwaves. The observed shifts disagree with three existing theories. For this reason a modified theory is developed in this work. The throey regards the beam from a pyramidal horn antenna as a superposition of a large number of plane waves. The shift is calculated on this basis. Agreement between experiment and theory is good. </p> / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Orientadores: Stefano De Leo, Luis Eduardo Evangelista de Araújo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-27T16:22:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_ManoelPedrode_D.pdf: 1955745 bytes, checksum: d09312f15b1d058162aef061fcfc0682 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Esta tese apresenta uma análise sobre o deslocamento de Goos-Hänchen, o desvio angular da lei de Snell e o efeito de interferência entre feixes ópticos gaussianos. Em nosso estudo o deslocamento de Goos-Hänchen foi obtido por meio do método da fase estacionária. No regime de incidência crítica, tal deslocamento apresenta uma forte dependência com a largura do feixe, em contraste com as expressões clássicas de Artmann, que predizem um deslocamento infinito. Também na incidência crítica, observamos que, dependendo da magnitude da largura da cintura do feixe, ocorre uma quebra de simetria na distribuição de momento. A maximização da quebra de simetria leva ao desvio angular da lei de Snell. Mostramos como reproduzir a máxima quebra de simetria por uma estrutura dielétrica. Como resultado, obtivemos uma nova fórmula analítica para o desvio angular. Ademais, foi possível estimar o deslocamento de Goos-Hänchen por meio do efeito de interferência entre feixes. Nesta análise, observamos que, na incidência crítica, a estimativa usada na literatura para o deslocamento de Goos-Hänchen não é válida. Portanto, uma nova fórmula foi introduzida para estimar tal deslocamento / Abstract: This thesis presents some of the main phenomena associated with Goos-Hanchen shift, the angular deviation of the Snell¿s law and the interference effect among Gaussian optical beams. In our study the Goos-Hänchen shift was obtained by using the stationary phase method. In the case of incidence at critical angle, such displacement shows a strong dependence on the beam width in contrast with the classical expressions of Artmann, which predict an infinite displacement. Also in the critical incidence we observed that, depending on the magnitude of the beam waist, there is a symmetry breaking in the momentum distribution. The maximization of symmetry breaking leads to the angular deviations of the Snell¿s law. In this analysis we showed how to maximize this breaking of the symmetry by a dielectric structure. As a result, we obtained an analytical formula to the Snell¿s law angular deviation. Furthermore, we could estimate the displacement of Goos- Hänchen through the interference effect among beams. The results of this analysis reveal that, for the critical incidence, the estimative used in the literature for the Goss-Hänchen shift is not valid. Therefore, a new formula was introduced to estimate such displacement. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

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