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Previous issue date: 2014-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we investigate the transmission in an optical cell containing an atomic
vapor, when a laser is tuned to the wings of the Doppler line, presenting inhomogeneous
broadening. The experiment is designed to detect the transmission of a laser beam through
a an atomic cesium vapor within a quartz cell. Due to the high atomic density in the 1
mm cell, the laser beam is totally absorbed at resonance. On the other hand, when the
detuning by few GHz from the center of the line an oscillatory signal is observed as a
function of the laser frequency. The amplitude of the transmission signal varies linearly
with the laser intensity. These oscillations exhibit diferent behavior as we change some
parameters of the system, and the rate of the oscillations vary with laser detuning and
on the atomic density. The phase of the transmited field is also sensitive to the angle of
incidence of the laser beam in the cell, which allows to vary the lineshape of the signal
without changing the parameters of the laser (intensity, frequency, ...) or atomic vapor.
Out of resonance with the atomic vapor, the parallel windows of commercial optical cell
cavity works as a low finesse Fabry-Pérot with a free spectral range of 150 GHz. However,
in resonance, the optical path of the cavity changes varies with frequency due to the
dispersive response of the atomic vapor. This study experimentally characterized the
transmission signal through a cavity containing resonant vapor as a function of intensity
and frequency of the laser, as well as its dependence on the angle of incidence of the beam.
A numerical model that allows to determine the collisional broadening of the atomic vapor
adjusting the spectral curves of the transmission signal was developed. As an application,
exploring the oscillations in the wings of the resonance, we can lock the laser frequency
at a few GHz off the center of the atomic resonance. The lock was performed in the
frequency range between 0,8 GHz and 2,4 GHz from the center of the D2 line of cesium. To characterize the locking stability we measure the optical beat signal between two
similar experiments, using the same locking technique. / Nesse trabalho investigamos a transmissão em uma célula ótica contendo um vapor atômico, quando um laser esta sintonizado nas asas da linha Doppler, em condições de forte alargamento inomogêneo. A experiência desenvolvida consiste na detecção da transmissão de um feixe laser através de uma célula de quartzo contendo vapor de átomos de césio. Devido a sua alta densidade atômica, na ressonância, o feixe laser é totalmente absorvido na célula de 1 mm de comprimento, por em para dessintonizações de alguns GHz do centro da linha observamos um sinal oscilante em função da frequência, onde a
amplitude varia linearmente com a intensidade do laser. Essas oscilações" apresentam comportamento distinto a medida que mudamos alguns parâmetros do sistema. O período das oscilações depende da dessintonização da ressonância e da densidade atômica. A fase do sinal de transmissão também e bastante sensível ao ângulo de incidência do feixe laser na célula, o que permite variar a forma de linha do sinal de estudo sem modificar os parâmetros do laser (intensidade, frequência,...) ou do vapor atômico. Na ausência do
vapor atômico, as janelas paralelas da célula ótica comercial agem como uma cavidade de Fabry-Pérot de baixa nesse com um faixa espectral livre de 150 GHz. Na presença do vapor atômico, devido a sua resposta dispersiva, o percurso óptico da cavidade varia com a frequência. Nesse estudo, caracterizamos experimentalmente o sinal de transmissão dessa cavidade contendo vapor ressonante como função da intensidade e da frequência do laser, assim como do angulo de incidência do feixe. Foi desenvolvido um modelo numérico
que permite determinar o alargamento colisional do vapor atômico, através de ajuste das curvas espectrais do sinal de transmissão experimental. Como uma aplicação, explorando as oscilações nas asas da ressonância, pudemos travar a frequência do laser sintonizada a alguns GHz fora da ressonância atômica. O travamento foi realizado em frequências na faixa entre 0; 8 GHz e 2; 4 GHz do
centro da linha D2 do césio. Para caracterização do travamento do laser, foi feito um batimento óptico entre os sinais de dois experimentos similares, utilizando a mesma técnica de travamento.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5752 |
| Date | 28 July 2014 |
| Creators | Barboza, Priscila Mayana Torres |
| Contributors | Chevrollier, Martine Patricia Arlette |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, 2075167498588264571 |
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