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Construção, caracterização e estabilização de um pente de frequências ópticasPALACIOS ROQUE, Guillermo Francisco 24 July 2017 (has links)
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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.
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Caracterização de lasers de femtossegundos para metrologia ópticaRodrigo Pereira dos Santos, Fabio 31 January 2009 (has links)
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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
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