Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-29T19:19:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Guillermo Francisco Palacios.pdf: 3683604 bytes, checksum: b8298a5c80e4c63eb0c757d3c6b68fb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-10T22:23:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Guillermo Francisco Palacios.pdf: 3683604 bytes, checksum: b8298a5c80e4c63eb0c757d3c6b68fb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T22:23:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Guillermo Francisco Palacios.pdf: 3683604 bytes, checksum: b8298a5c80e4c63eb0c757d3c6b68fb9 (MD5) Previous issue date: 2017-07-24 / CAPES / Neste trabalho, construímos um pente de frequências ópticas usando, como meio de ganho, um cristal de titânio safira (Ti:S) em uma cavidade com geometria em anel, no qual caracterizamos a estabilidade da taxa de repetição. No regime de modos travados, o laser opera em 815 nm com uma largura de banda de aproximadamente 29 nm e uma taxa de repetição de 830 MHz. Com a estabilização eletrônica, baseada num esquema de Phase Lock Loop, conseguimos uma estabilidade do desvio de fracionário da frequência de repetição de 10⁻¹¹ para tempos de até 1 s e 10⁻¹² para tempos de até 500 s. Também foi construído um interferômetro f-2f onde medimos a frequência de offset, com o objetivo de sua posterior estabilização. As medições desta última mostraram um valor de 73 MHz. Isso encerra a primeira etapa de um trabalho mais extenso, que contempla a completa estabilização do laser, com aplicações em espectroscopia atômica. / In this work, we constructed an optical frequency comb using as a means of gain, a titanium sapphire crystal (Ti:S) in a cavity with ring geometry, in which we characterized the repetition rate stability. In the mode-locked mode, the laser operates at 815 nm, with a bandwidth of approximately 29 nm and a repetition rate of 830 MHz. With electronic stabilization, based on a Phase Lock Loop scheme, we achieve a stability of the deviation of fractional frequency of repetition rate of 10⁻¹¹ for times of 1 s and 10⁻¹² for times of 500 s. We also mounted an f-2f interferometer where we measured the offset frequency, with the objective of its subsequent stabilization. The measurements of this, showed a value of 73 MHz. This ends the first stage of a more extensive work, which contemplates the complete stabilization of the laser, with applications in atomic spectroscopy.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2360_1.pdf: 2421227 bytes, checksum: 83ce9da3fd2bb3ce02722c2267e82c23 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desenvolvimento de lasers de estado solido de modos travados no final da década de 90 possibilitou um grande avanço em diversas áreas da óptica ultrarrápida. A curta duração temporal e alta intensidade de pico dos pulsos gerados por estes lasers levou à observação de fenômenos físicos que até então não eram possíveis de serem estudados com lasers de picossegundos. Além disso uma significativa mudança ocorreu na área da metrologia óptica com o uso de lasers de femtossegundos, através do desenvolvimento de pentes de freqüências ópticas. Isto possibilitou a medida absoluta de freqüências ópticas na faixa de centenas de THz, sem a necessidade do uso das enormes e complexas cadeias geradoras de harmônicos. Para fazer uso dos pentes de frequências na metrologia óptica faz-se necessário a caracterização do laser de femtossegundos, o que consiste em medir e estabilizar tanto a taxa de repetição, frep, bem como a frequência de offset, fo, do mesmo. Nesta dissertação nosso objetivo será descrever a caracterização de lasers de femtossegundos, discutindo como medir e estabilizar tais frequências. Será dada atenção em particular para a frequência fo e para a nossa tentativa de medir este parâmetro em um laser comercial de femtossegundos existente em nosso laboratório. A técnica utilizada para medir fo consiste em alargar o espectro ótico do laser de femtossegundos, através de uma fibra fotônica altamente não linear, de modo a gerar uma oitava óptica. Com isto o espectro resultante contém tanto o modo com frequência fm quanto o modo com frequência f2m. O objetivo deste procedimento é fazer uso de um interferômetro não-linear para observar o batimento entre a frequência 2fm (segundo harmônico de fm) e a frequência f2m. O resultado deste batimento gera no fotodetetor um sinal de radio-frequência (RF), sendo um dos termos oscilantes com frequência a igual fo. Este batimento é observado num analisador de espectro de RF. No entanto, mesmo após inúmeras tentativas e modificacões no aparato utilizado, não foi possível observar o sinal que permite medir a frequência fo. Dentre os vários motivos que acreditamos serem responsáveis por não observarmos o batimento em questão, destacamos: i) a baixa potência de luz gerada pela fibra em 1040nm, e ii) uma oscilação ruidosa existente no espectro de RF da luz em 520nm, gerada pelo espalhamento Brillouin na fibra. Acreditamos que uma vez medida a frequência fo, possamos caracterizar o nosso laser de femtossegundos e utilizá-lo como ferramenta para a geração de pentes de freqüências ópticas estáveis

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-06T15:13:28Z No. of bitstreams: 2 tese_MarcoPoloMoreno.pdf: 5025898 bytes, checksum: ac91337962a78e4573af92599eea0dec (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T15:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese_MarcoPoloMoreno.pdf: 5025898 bytes, checksum: ac91337962a78e4573af92599eea0dec (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq ; CAPES; FACEPE, / Apresentamos uma abordagem, com ênfase no domínio das frequências, para o problema da excitação de átomos por um trem de pulsos ultracurtos. Trabalhamos no regime de acumulação coerente, no qual o intervalo de tempo entre os pulsos é menor do que os tempos de relaxação do meio. Primeiramente, revisamos os fundamentos da interação coerente entre lasers, contínuos e pulsados, e sistemas atômicos, onde introduzimos o formalismo da matriz densidade para um sistema de dois níveis. Este formalismo é depois estendido para sistemas de três níveis na configuração tipo lambda e em cascata. Utilizamos a solução numérica das equações de Bloch integradas no tempo para modelar a impressão do pente de frequências no perfil Doppler de um vapor de átomos de rubídio na presença de um feixe de prova contínuo. No regime de campo fraco, apresentamos um tratamento teórico para a coerência atômica induzida por um trem de pulsos em átomos de dois níveis, que nos permitiu chegar a uma solução fechada para a coerência em termos dos modos do pente de frequências. Essa abordagem, no domínio da frequência, é usada para analisar o armazenamento coerente de população em um sistema de três níveis do tipo lambda, nas proximidades das ressonâncias de um e de dois fótons. A partir de resultados numéricos e analíticos, obtemos um pente de linhas de transparência eletromagneticamente induzida (EIT). Propomos a observação experimental desse pente de EIT no perfil Doppler através de um feixe de prova contínuo. Por fim, empregamos a abordagem no domínio das frequências para modelar resultados de dois experimentos. No primeiro, usamos um laser de diodo contínuo para sondar o bombeio óptico induzido por um laser de Ti:safira com 1 GHz de taxa de repetição em vapor de átomos de rubídio. A alta taxa de repetição permitiu resolver as transições hiperfinas para os estados 5P1/2 e 5P3/2. Discutimos os resultados obtidos a partir das técnicas de espectroscopia seletiva em velocidade e da espectroscopia com taxa de repetição. No segundo experimento, usamos a ação combinada do laser de diodo e do trem de pulsos ultracurtos na transição ressonante por dois fótons 5S−5P−5D para fazer espectroscopia dos níveis hiperfinos 5D3/2 e 5D5/2. O experimento é realizado sem travar a frequência de off-set do laser de Ti:safira, a qual estimamos a partir dos resultados experimentais.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4288_1.pdf: 2527460 bytes, checksum: 60f1cac22e84a92b66b7fa70de1ac7c5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lasers de fentosegundos (fs) com alta taxa de repetição, travamento de modos e estabilidade na fase, produzem um padrão de frequência composto por uma grande quantidade de modos estreitos, conhecido como pente de frequências. A interação de um sistema de dois níveis com alargamento Doppler com um trem de pulsos, para o caso em que os tempos de vida atômicos são maiores do que o período de repetição do laser, leva a acumulação na população e na coerência. Para essa condição, os átomos interagem com todos os modos de um pente de frequências, e não com o espectro de um único pulso. Nesse trabalho, usamos a técnica do acoplamento de dois feixes ( two-beam coupling ) para investigar a acumulação coerente em átomos de rubídio. Para o feixe pulsado, utilizamos um laser de Titânio-safira com pulsos da ordem de 200 fs, taxa de repetição de 76 MHz e comprimento de onda centrado em 780 nm, correspondendo à energia de excitação da transição 5S1=2 ��5P3=2 do rubídio. Para o feixe contínuo, usamos um laser de diodo sintonizável em 780 nm, com largura de linha da ordem de 1 MHz. Nós detectamos a variação na energia do laser contínuo devido à sua interação com o laser de fentosegundos, usando um chopper no feixe de fs e um amplificador lock-in. Os resultados são obtidos como função da frequência do feixe contínuo para diferentes intensidades e densidades atômicas. Na temperatura ambiente e com o feixe contínuo fraco, nós claramente observamos o pente de frequências impresso no perfil Doppler dos átomos de Rb, em concordância com resultados recentes. Para altas densidades atômicas, a forte absorção do feixe contínuo nas frequências de ressonância gera duas regiões espectrais com comportamentos diferentes em relação à absorção e amplificação. Simulações numéricas das equações de Bloch, para um sistema atômico de quatro níveis, levando em conta a interação com ambos os feixes em todas as ordens dos campos, são apresentadas. Nós discutimos os resultados como uma consequência do laser de diodo interagir preferencialmente com transições abertas ou cíclicas, e obtemos uma boa concordância entre as simulações e o experimento quando a propagação do laser de diodo pelo meio também é considerada

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-04-25T19:25:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ACGW_Dissertação.pdf: 2393143 bytes, checksum: 1dc4bede5ad081bffd11e546c86a753a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T19:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ACGW_Dissertação.pdf: 2393143 bytes, checksum: 1dc4bede5ad081bffd11e546c86a753a (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / CNPQ / Apresentamos um estudo da interação de um laser de femtosegundos de Ti:safira, com alta taxa de repetição, com vapor atômico de Rubídio. Trabalhamos no regime de acumulação coerente, em que o tempo de relaxação dos átomos do meio é maior que o tempo entre os pulsos. Para sondar a excitação produzida pelo laser pulsado sobre os vários grupos de velocidades atômicos usamos um laser contínuo de diodo. Estudamos a transmissão do laser de diodo em função de sua frequência, na presença e na ausência do laser pulsado, quando ambos os lasers estão sintonizados na transição 5S1=2 !5P3=2. Os resultados experimentais mostram que a transmissão do laser de diodo aumenta ou diminui dependendo do modo do pente de frequências que está interagindo com o grupo de átomos. Descrevemos os resultados experimentais trabalhando no domínio da frequência e modelando o meio atômico por um conjunto de dois sistemas de três níveis tipo L e um sistema de dois níveis, todos independentes entre si, interagindo com os modos do pente de frequência. Assim, a modelagem teórica considera os vários níveis hiperfinos e discrimina a interação com a transição cíclica do efeito de bombeio ótico, apresentado um resultado em concordância com os dados experimentais obtidos. O experimento foi realizado sem travar a taxa de repetição nem a frequência de off-set do laser de femtosegundos. / We present a study of the interaction of a high repetition rate femtosecond Ti:sapphire laser with a vapor atomic rubidium. We work on coherent accumulation regime, in which the atomic relaxation time is greater than the time interval between pulses. The action of the ultrashortpulsed laser over different atomic velocity groups is probed by a diode laser. We studied the transmission of the diode laser as a function of frequency, with and without the presence of the ultrashort-pulsed laser, when both lasers are tuned to 5S1=2!5P3=2 transition. The experimental results show that the diode laser transmission increases or decreases depending on the mode of the frequency comb that interacts with different velocity groups. The experimental results are described in the frequency domain and the atomic system is modeled by a set of two threelevel L systems and a system of two-level all independent and interacting with the frequency comb modes. The theoretical treatment considers the hyperfine transitions and distinguishes the interaction between the cyclic transitions from optical pumping effect, showing results in good agreement with the experimental data. The experiment is performed without lock repetition rate or the off-set frequency of the femtosecond Ti:sapphire laser.