O tema geral desta tese é a utilização de técnicas ópticas de espectroscopia Raman não linear para análises de sistemas distintos. Especificamente, nos concentraremos na técnica de CARS multiplexado, introduzindo os princípios fundamentais e relatando a importância do tratamento de dados para a recuperação do espectro vibracional. Comprovamos que a técnica de CARS multiplexado é capaz de substituir a espectroscopia Raman convencional de maneira eficiente nas aplicações abordadas e apresentar diversas vantagens. Por fim, apresentamos outros trabalhos desenvolvidos durante o período de doutoramento relacionados à microscopia óptica em escala nanométrica. / The general theme of this thesis is the use of the nonlinear Raman spectroscopy techniques to analyze different systems. Specifically we will concentrate in the Multiplex CARS technique, introducing the fundamentals and relating the important role of the data processing to retrieve the vibrational spectrum. We show that multiplex CARS can substitute the conventional Raman spectroscopy efficiently in the discussed subjects and provide several advantages. Finally, we present others developed works during the doctorate period related with microscopy in nanometric scale.

O tema geral desta tese é a utilização de técnicas ópticas de espectroscopia Raman não linear para análises de sistemas distintos. Especificamente, nos concentraremos na técnica de CARS multiplexado, introduzindo os princípios fundamentais e relatando a importância do tratamento de dados para a recuperação do espectro vibracional. Comprovamos que a técnica de CARS multiplexado é capaz de substituir a espectroscopia Raman convencional de maneira eficiente nas aplicações abordadas e apresentar diversas vantagens. Por fim, apresentamos outros trabalhos desenvolvidos durante o período de doutoramento relacionados à microscopia óptica em escala nanométrica. / The general theme of this thesis is the use of the nonlinear Raman spectroscopy techniques to analyze different systems. Specifically we will concentrate in the Multiplex CARS technique, introducing the fundamentals and relating the important role of the data processing to retrieve the vibrational spectrum. We show that multiplex CARS can substitute the conventional Raman spectroscopy efficiently in the discussed subjects and provide several advantages. Finally, we present others developed works during the doctorate period related with microscopy in nanometric scale.

Neste trabalho é analisado o complexo espectro de.. mistura de quatro ondas observado numa mistura de vapor de sódio e hidrogênio quando iluminada por um laser sintonizado na linha D do Na. Entre estas linhas, foi observado o já conhecido espectro CARS, do hidrogênio excitado nos estados vibracionais v"= 1, 2 e 3, que resulta da transferência eletrônica- vibracional entre o átomo de Na(3p) e da molécula de H2 (quenching da fluorescência do Na). Com a utilização de para-H2 , no lugar de hidrogênio normal, foi demonstrado que a distribuição estatística introduzida pelo spin nuclear na molécula de hidrogênio, não se altera devido à colisão inelástica com o Na(3p). Também foi t demonstrado que a distribuição rotacional do H2 nascente da colisão, não é térmica, mostrando-se deslocada para valores maiores do número quântico do momento angular J. Adicionalmente observa-se um rico espectro de mistura de quatro ondas, com forte dependência do laser de bombeio. As linhas deste espectro foram identificadas como harmônicos CARS e dubletes P-R anti-Stokes, de moléculas de NaH, cujos sinais no processo de MQO são amplificados por ressonâncias eletrônicas adicionais. A discrepância crescente da posição das linhas dos harmônicos, entre os valores calculados e observados, para estados rotacionais com J > 6, indica a necessidade de uma correção para os coeficientes de Dunham, de ordem superior aos do estado fundamental eletrônico X1r, atualmente recomendados. Baseado na teoria de MQO ressonantes para campos fortes, foi desenvolvida uma expressão analitica para o x(3), em função da freqüência e intensidade dos campos incidentes. Com o ajuste de constantes moleculares e de campo nesta expressão, foi possível simular o perfil de algumas das linhas observadas. Nestes perfis de linha é possível se evidenciar o efeito de saturação, interferência e o desdobramento Stark das transições eletrônicas ressonantes. Através dos dados obtidos para os produtos nascentes dos sistema de colisão Na(3p, 4d e 5s) + H2, coloca-se em questão a possível origem do NaH produzido na reação fotoquímica entre Na(3p) e H2 , uma vez que o processo direto é endotérmico por 0,48 eV. Se analisa neste trabalho alguns possíveis mecanismos que levem a reação, entre os quais a combinação de energia de dois átomos de sódio excitados, resultando em um átomo altamente excitado e um no estado fundamental, ou a excitação vibracional das moléculas de hidrogênio molecular, resultantes da transferência de energia do Na(3p), as quais já no primeiro estado vibracional excitado possuem energia suficiente para possibilitar a reação, O método de análise desenvolvido neste trabalho demonstra o potencial da técnica espectroscópica não linear, comparativamente às técnicas lineares, no estudo de moléculas simples, assim como na investigação de produtos nascentes de complexos de colisão. Além da obtenção de constantes espectroscópicas, o método possibilta a determinação da distribuição vibracional e rotacional nascente desses produtos, com alta resolução espectral e temporal. / In this work is analyzed a complex four wave niixing spectrum observed in a mixture of sodium vapor and hydrogen gas when illuminated by laser at sodium D lines. Among the observed lines, the CARS spectrum of hydrogen in the v"= 1, 2 and 3 vibrational leveis is measured, resulting from electronic to rotational-vibrational energy transfer between Na(3p) and 112 (Na(3p) fluorescence quenching). With para-H2 in place of normal hydrogen it is shown that the statistical distribution introduced by the nuclear spin of the hydrogen molecule is conserved in inelastic collisions of the quenching process with Na(3p). It was also determined that the nascent rotational distribution of H2 , is non-thermal for the highest t attainable vibrational levei v = 3, presenting a shift toward the higher J values. In addition we observed a rich spectrum obtained with a strong dependence of the pump laser. The lines are identified as CARS overtones and anti-Stokes P-R doublets of NaH, whose signals in the four wave mixing (FWM) process are enhanced by aditional eletronic resonance. The steadily increasing discrepancy for values of J > 6, between the measured position of the overtones lines and calculated positions from recommended constants, indicates that the higher Dunham coefficients should be corrected for the fundamental electronic states X1E+. On the basis of strong field FWM theory an analytical expression is developed for x(3) as a function of the frequencies and intensities of the incident fields. With a fit of molecular and field parameters to this expression, it is possible to simulate the line profile for some observed lines. For those profiles it is possible to demonstrate the effects of saturation, interference and ac-Stark splitting of the resonant electronic transitions. From the obtained data for the nascent products of the Na(3p, 4d e 5s) + H, coilision systems, raises the question about the possible origin of NaH produced in the photochemical reaction between Na(3p) and H2, since the product is endothermic dose to 0,48 eV. Some of the possible mechanism are analyzed here, among them the energy pooling of two excited Na(3p) atoms, which creates one atom in a highly excited state and other in the ground state, or the vibrational excitation of 112 molecules, resulting from the energy transfer of the Na(3p), which for the first excited vibrational levei has enough energy to react. The method developed in this work shows the potentiality of nonlinear spectroscopic technics, as compared to linear technics, for the study of simple molecules, such as the investigation of the nascent products of the collision complexes. Besides the obtention of spectroscopic constants, the method enables the determination of the rotational and vibrational nascent distribuition of these products with high spectral and temporal resolution.

Neste trabalho é analisado o complexo espectro de.. mistura de quatro ondas observado numa mistura de vapor de sódio e hidrogênio quando iluminada por um laser sintonizado na linha D do Na. Entre estas linhas, foi observado o já conhecido espectro CARS, do hidrogênio excitado nos estados vibracionais v"= 1, 2 e 3, que resulta da transferência eletrônica- vibracional entre o átomo de Na(3p) e da molécula de H2 (quenching da fluorescência do Na). Com a utilização de para-H2 , no lugar de hidrogênio normal, foi demonstrado que a distribuição estatística introduzida pelo spin nuclear na molécula de hidrogênio, não se altera devido à colisão inelástica com o Na(3p). Também foi t demonstrado que a distribuição rotacional do H2 nascente da colisão, não é térmica, mostrando-se deslocada para valores maiores do número quântico do momento angular J. Adicionalmente observa-se um rico espectro de mistura de quatro ondas, com forte dependência do laser de bombeio. As linhas deste espectro foram identificadas como harmônicos CARS e dubletes P-R anti-Stokes, de moléculas de NaH, cujos sinais no processo de MQO são amplificados por ressonâncias eletrônicas adicionais. A discrepância crescente da posição das linhas dos harmônicos, entre os valores calculados e observados, para estados rotacionais com J > 6, indica a necessidade de uma correção para os coeficientes de Dunham, de ordem superior aos do estado fundamental eletrônico X1r, atualmente recomendados. Baseado na teoria de MQO ressonantes para campos fortes, foi desenvolvida uma expressão analitica para o x(3), em função da freqüência e intensidade dos campos incidentes. Com o ajuste de constantes moleculares e de campo nesta expressão, foi possível simular o perfil de algumas das linhas observadas. Nestes perfis de linha é possível se evidenciar o efeito de saturação, interferência e o desdobramento Stark das transições eletrônicas ressonantes. Através dos dados obtidos para os produtos nascentes dos sistema de colisão Na(3p, 4d e 5s) + H2, coloca-se em questão a possível origem do NaH produzido na reação fotoquímica entre Na(3p) e H2 , uma vez que o processo direto é endotérmico por 0,48 eV. Se analisa neste trabalho alguns possíveis mecanismos que levem a reação, entre os quais a combinação de energia de dois átomos de sódio excitados, resultando em um átomo altamente excitado e um no estado fundamental, ou a excitação vibracional das moléculas de hidrogênio molecular, resultantes da transferência de energia do Na(3p), as quais já no primeiro estado vibracional excitado possuem energia suficiente para possibilitar a reação, O método de análise desenvolvido neste trabalho demonstra o potencial da técnica espectroscópica não linear, comparativamente às técnicas lineares, no estudo de moléculas simples, assim como na investigação de produtos nascentes de complexos de colisão. Além da obtenção de constantes espectroscópicas, o método possibilta a determinação da distribuição vibracional e rotacional nascente desses produtos, com alta resolução espectral e temporal. / In this work is analyzed a complex four wave niixing spectrum observed in a mixture of sodium vapor and hydrogen gas when illuminated by laser at sodium D lines. Among the observed lines, the CARS spectrum of hydrogen in the v"= 1, 2 and 3 vibrational leveis is measured, resulting from electronic to rotational-vibrational energy transfer between Na(3p) and 112 (Na(3p) fluorescence quenching). With para-H2 in place of normal hydrogen it is shown that the statistical distribution introduced by the nuclear spin of the hydrogen molecule is conserved in inelastic collisions of the quenching process with Na(3p). It was also determined that the nascent rotational distribution of H2 , is non-thermal for the highest t attainable vibrational levei v = 3, presenting a shift toward the higher J values. In addition we observed a rich spectrum obtained with a strong dependence of the pump laser. The lines are identified as CARS overtones and anti-Stokes P-R doublets of NaH, whose signals in the four wave mixing (FWM) process are enhanced by aditional eletronic resonance. The steadily increasing discrepancy for values of J > 6, between the measured position of the overtones lines and calculated positions from recommended constants, indicates that the higher Dunham coefficients should be corrected for the fundamental electronic states X1E+. On the basis of strong field FWM theory an analytical expression is developed for x(3) as a function of the frequencies and intensities of the incident fields. With a fit of molecular and field parameters to this expression, it is possible to simulate the line profile for some observed lines. For those profiles it is possible to demonstrate the effects of saturation, interference and ac-Stark splitting of the resonant electronic transitions. From the obtained data for the nascent products of the Na(3p, 4d e 5s) + H, coilision systems, raises the question about the possible origin of NaH produced in the photochemical reaction between Na(3p) and H2, since the product is endothermic dose to 0,48 eV. Some of the possible mechanism are analyzed here, among them the energy pooling of two excited Na(3p) atoms, which creates one atom in a highly excited state and other in the ground state, or the vibrational excitation of 112 molecules, resulting from the energy transfer of the Na(3p), which for the first excited vibrational levei has enough energy to react. The method developed in this work shows the potentiality of nonlinear spectroscopic technics, as compared to linear technics, for the study of simple molecules, such as the investigation of the nascent products of the collision complexes. Besides the obtention of spectroscopic constants, the method enables the determination of the rotational and vibrational nascent distribuition of these products with high spectral and temporal resolution.

O tema geral desta tese é a utilização de técnicas ópticas de espectroscopia Raman não linear para análises de sistemas distintos. Especificamente, nos concentraremos na técnica de CARS multiplexado, introduzindo os princípios fundamentais e relatando a importância do tratamento de dados para a recuperação do espectro vibracional. Comprovamos que a técnica de CARS multiplexado é capaz de substituir a espectroscopia Raman convencional de maneira eficiente nas aplicações abordadas e apresentar diversas vantagens. Por fim, apresentamos outros trabalhos desenvolvidos durante o período de doutoramento relacionados à microscopia óptica em escala nanométrica. / The general theme of this thesis is the use of the nonlinear Raman spectroscopy techniques to analyze different systems. Specifically we will concentrate in the Multiplex CARS technique, introducing the fundamentals and relating the important role of the data processing to retrieve the vibrational spectrum. We show that multiplex CARS can substitute the conventional Raman spectroscopy efficiently in the discussed subjects and provide several advantages. Finally, we present others developed works during the doctorate period related with microscopy in nanometric scale.

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.

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_EduardodeSouza_M.pdf: 927396 bytes, checksum: 97e57986c5309fbfd62a2edb8c63a482 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A multiplexação de polarização é uma técnica promissora que permite dobrar a capacidade de transmissão das próximas gerações de sistemas de comunicações ópticas operando a 40 Gb/s. Tais sistemas são dependentes de processamento digital de sinais, tanto para efetuar a separação dos sinais multiplexados em polarização, quanto para combater degradações impostas pelo canal óptico. Em geral, técnicas não supervisionadas como o algoritmo do módulo constante (CMA - Constant Modulus Algorithm) multiusuário são utilizadas para realizar a separação e a equalização simultaneamente. No entanto, este método apresenta algumas desvantagens, em especial a possibilidade de perda de um dos sinais transmitidos quando o sistema apresenta perda dependente de polarização. Este trabalho propõe uma nova estrutura de demultiplexação usando uma técnica de separação conhecida como análise de componentes independentes em conjunto com um equalizador adaptado pelo algoritmo do módulo constante. A técnica proposta é avaliada por meio de simulações, confirmando-se um bom desempenho diante das principais distorções lineares presentes em sistemas de comunicação óptica e verificando-se uma maior robustez em termos de perda dependente de polarização / Abstract: Polarization multiplexing is a promising technique, able to double the capacity of next generation optical communication systems working at 40 Gb/s. Such systems are dependent of digital signal processing, both to separate the signals in multiplexed polarization, and to combat impairments imposed by optical channel. In general, unsupervised techniques such as multiuser CMA (Constant Modulus Algorithm) are used to perform the separation and equalization simultaneously. However, this method has some drawbacks, in particular the possibility of losing one of the signals when the system has polarization dependent loss. This work proposes a new structure for demultiplexing employing a separation technique known as independent component analysis in conjunction with an equalizer adapted by the Constant modulus algorithm. The proposed technique is evaluated through simulations, confirming the good performance in front of the main linear distortions present in optical communication systems and being more robust in terms of polarization dependent loss / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Helio Waldman, Darli Augusto de Arruda Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FranciscoAugustodaCosta_M.pdf: 789247 bytes, checksum: 92fd6bcd2b896f2de173abbf3d6cbef7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Comparamos o desempenho de quatro arquiteturas de recuperação de portadora tipo feedforward em receptores QPSK e 8-PSK coerentes com multiplexação de polarização e decodificação diferencial. Analisamos os cenários que apresentam desequilíbrio entre as SNRs nas duas polarizações, tal como ocorre em sistemas com PDL. Usando simulações de Monte Carlo, observamos que o método de estimação conjunta proposto apresenta penalidade em SNR de 1,1 dB de penalidade em SNR para uma razão largura de linha/ taxa de símbolo = 5 × 10-3, enquanto as outras três arquiteturas investigadas têm penalidade de 1,8 dB, 2,0 dB, e 3,9 dB para o formato de modulação QPSK. Para o formato 8-PSK, a arquitetura de recuperação conjunta apresenta 1,1 dB para uma razão largura de linha/ taxa de símbolo = 7, 5 × 10-4, enquanto as outras três arquiteturas têm penalidade 1,5 dB, 1,7 dB e 2,8 dB, para BER = 10-3 e um desequilíbrio em SNR de 3 dB. / Abstract: This work compares the performance of four feedforward carrier recovery architectures in coherent QPSK and 8-PSK receivers, with polarization multiplexing and differential decoding. We focused on the scenarios showing an SNR imbalance between orthogonal polarizations, as in PDL impaired systems. Using Monte Carlo simulations, we observed that the proposed joint estimation method yields an SNR penalty of 1.1 dB, for a laser linewidth/ baudrate ratio of 5×10-3, while the other three investigated architectures 1.8 dB, 2.0 dB and 3.9 dB, for the QPSK modulation format. As for 8-PSK, the proposed joint feedforward carrier recovery architecture exhibits a 1.1 dB SNR penalty for a laser linewidth/ baudrate ratio of 7.5 × 10-4, while the other three architectures 1.5 dB, 1.7 dB and 2.8 dB, for a BER = 10-3 and 3 dB SNR imbalance. Keywords: optical communication, coherent receiver, phase modulation. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luis Eduardo Evangelista de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_AntonioAugusto_D.pdf: 11187832 bytes, checksum: 3ffb3d078fef8dd053b760fc0342ec6f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese apresentamos um estudo teórico da interação coerente entre trens de pulsos ultracurtos e sistemas atômicos simples de dois e três níveis, este último na configuração L. Primeiramente avaliamos a situação em que um trem de pulsos ultracurtos não só sonda um sistema de três níveis na configuração L, mas também leva o átomo à configuração do átomo vestido. Nessas condições estudamos o efeito do acúmulo coerente de excitação na transparência eletromagneticamente induzida (EIT) experimentada pelo trem de pulsos ultra-curtos. Mostramos que os parâmetros do trem de pulsos ( área do pulso, diferença de fase entre pulsos consecutivos e período de repetiçãco dos pulsos) determinam a dinâmica da formação da EIT. Em seguida estudamos os efeitos da propagação do trem de pulsos ultracurtos através de um meio atômico estendido, constituído por sistemas de dois e três níveis na configuraçãco L. Mostramos que no caso em que o meio é constituído por sistemas de dois níveis a frequência central dos pulsos é rapidamente removida devido à propagação, prejudicando o efeito de acúmulo coerente. Já para o meio constituído por sistemas de três níveis o efeito acumulativo é observado e coerência é transferida ao meio, levando a uma sobreposição linear entre os níveis fundamentais, sobreposição esta que está associada à formação da EIT. Após um número suficientemente grande de pulsos o meio se torna transparente aos pulsos subsequentes que se propagam sem sofrer alterações em seu perfil temporal e espectral. Outra situação que estudamos nesta tese é aquela onde o sistema atômico é excitado por um campo contínuo monocromático levando o átomo à configuração do "átomo vestido". Este sistema é, então, investigado por um trem de pulsos ultracurtos. Neste caso mostramos que a utilização do trem de pulsos ultracurtos permite a realização de espectroscopia de alta resolução dos estados atômicos vestidos induzidos pelo campo contínuo monocromático / Abstract: In this thesis we present a theoretical study about the coherent interaction between a train of ultrashort pulses with two- and three-level atomic systems, this last in the L configu-ration. Firstly, we investigated the situation at which a train of ultrashort pulses not only probes the three-level system in the L configuration, but also drives the atom to its dressed configura-tion. Under these conditions, we studied the effects of the coherent accumulation of excitation on the electromagnetically induced transparency (EIT) of the train of ultrashort pulses. We showed that the pulse train parameters (area, repetition period, and phase between successive pulses) play a significant role in establishing EIT. Then, we study the effects of propagation through an extended sample of two- and three-level atoms. We showed that in the two-level case, absorption of the pulse¿s resonant frequency by the atoms quickly compromises the accumulation of excitation. In the three-level case, the accumulative effect occurs, and the pulse train transfers coherence between the two lower states of the atoms, driving population into a dark superposition state. Such a superposition is related to the EIT formation and after a large enough number of pulses, the medium becomes transparent to the driving pulses. Later pulses in the train propagate through the atomic medium with both their amplitude and temporal profile preserved. Another configuration that we investigated in this thesis is that at which the atomic system is excited by a monochromatic cw laser that drives the atom to its dressed configuration. Such a system is then probed by an ultrashort pulse train. In this case, we showed that an ultrashort pulse train can be used to perform high-resolution spectroscopy of dressed atomic states / Doutorado / Física Atômica e Molecular / Doutor em Ciências

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T08:04:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius Vaz da Cruz - 2015.pdf: 2292478 bytes, checksum: 170721177f0dc0267e59c8d54868ae20 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T08:06:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius Vaz da Cruz - 2015.pdf: 2292478 bytes, checksum: 170721177f0dc0267e59c8d54868ae20 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T08:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius Vaz da Cruz - 2015.pdf: 2292478 bytes, checksum: 170721177f0dc0267e59c8d54868ae20 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This dissertation presents a wavepacket simulation study of the H + HCl collinear reaction when the HCl molecule is initially prepared by an infrared laser pulse in a coherent superposition of vibrational states. A detailed discussion of wavepacket motion, reactive flux and reaction probabilities as function of the superposition state parameters is presented. We apply the flux formalism to derive an analytical expression for the reaction probabilities, which is then used to analyse our numerical simulations. The results show a strong phase dependence of the reaction probabilities, as well as the spatial distribution of the reactant molecules. The full reaction probability surface is computed for two average collision energies, and the enhancement and suppression of the H+HCl!H2+Cl reaction channel is discussed in terms of the surface’s critical points. / Esta dissertação apresenta o estudo por meio de simulações de pacote de ondas das colisões colineares H + HCl quando a molécula de HCl é preparada por pulsos de laser de infravermelho em uma superposição de níveis vibracionais. É feita uma discussão detalhada do movimento do pacote de ondas, fluxo reativo e probabilidades de reação em termos dos parâmetros da superposição de estados. Nós aplicamos o formalismo de fluxo para deduzir uma expressão analítica para as probabilidades de reação, a qual é então utilizada na análise de nossas simulações numéricas. Os resultados mostram uma grande dependência das probabilidades de reação com a fase e com a distribuição espacial das moléculas reagentes. A superfície completa de probabilidade de reação é calculada para duas energias de colisão médias, e as condições de melhora e supressão da reação H+HCl!H2+Cl é discutida em termos dos pontos críticos da superfície.