Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-23T16:41:51Z
No. of bitstreams: 2
license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
DISSERTAÇÃO José Camilo Herrera Hurtado.pdf: 2513145 bytes, checksum: e7a2635fac389ee504e9331809ada326 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-23T16:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2
license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
DISSERTAÇÃO José Camilo Herrera Hurtado.pdf: 2513145 bytes, checksum: e7a2635fac389ee504e9331809ada326 (MD5)
Previous issue date: 2015-04-01 / FACEPE / Neste trabalho estudamos o efeito de um campo magnético oscilante sobre uma transição de
dois fótons em átomos de Rubídio, quando excitados por um laser de Titânio-safira de femtosegundos.
Os átomos, na forma de vapor, na proporção isotópica natural, estão contidos em uma
célula fechada, a qual é aquecida por pequenas bobinas que são alimentadas por uma corrente
variável (ac). Com o comprimento de onda central do laser em 778 nm, os átomos são excitados
do estado 5S para o estado 5D e depois podem decair para o estado fundamental via o estado
6P, emitindo um feixe em 420 nm co-propagante ao do bombeio. A oscilação da corrente nas
bobinas gera um campo magnético variável no tempo cujo efeito sobre os átomos se manifesta
em oscilações no sinal analisado em 420 nm. Como os estados envolvidos no processo de excitação,
5S-5P-5D, têm tempo de vida muito maior que a separação temporal entre os pulsos
do laser, podemos considerar que os átomos interagem, não com um único pulso, mas com um
pente de frequências. Isto nos permite tratar o processo de excitação como sendo realizado
por um grande número de lasers contínuos e considerar o efeito Zeeman devido à presença do
campo magnético. No regime estacionário, a absorção de dois fótons pode ocorrer através de
um processo direto ou em duas etapas. No processo de absorção direto, com dois fótons simultâneos
e um nível virtual, a variação na intensidade do sinal na presença do campo magnético
é muito pequena, devido ao alargamento Doppler, e não consegue explicar a variação no sinal
observada. Já no processo de absorção em duas etapas, que têm três níveis reais, ressonante
com o nível intermediário 5P, temos uma condição de dupla ressonância, a qual deixa de ser
satisfeita quando o campo magnético muda a energia dos subníveis Zeeman. Embora os átomos
apresentem uma distribuição de velocidades descrita por uma função Gaussiana, os resultados
experimentais são bem descritos quando consideramos uma probabilidade de transição, para a
dupla ressonância, dada por uma função Lorentziana. Também mostramos que, para campos
magnéticos pequenos, da ordem do campo gerado pelas bobinas ao redor da célula, é a largura
de linha do nível superior 5D5/2 que governa esta probabilidade de transição. / In this work, we study the effect of an oscillating magnetic field on a two-photon transition in
rubidium atoms, when excited by a femtosecond Titanium-sapphire laser. A Rb vapor in natural
isotropic proportion, is in an optical sealed cell, which is heated by small coils that are fed by
a variable current (AC). With the laser’s central wavelength at 778 nm, the atoms are excited
from the state 5S to 5D state, and then can decay to the ground state via 6P state, emitting a
co-propagating beam at 420 nm. The oscillation of the current in the coils generates a variable
magnetic field whose effect on the atoms is manifested in oscillations in the analyzed signal at
420 nm. As the states involved in the excitation process, 5S-5P-5D, have lifetime larger than
the temporal separation between the laser pulses, we can consider that the atoms interact, not
with a single pulse, but with a frequency comb. This allows us to treat the excitation process
as performed by a large number of continuous lasers and consider the Zeeman effect due to the
presence of the magnetic field. At steady regime, the two-photon absorption can occur through
a direct process or in two stages. In the direct two-photon absorption, the signal intensity
variation in the magnetic field is very small due to the Doppler broadening, and doesn’t explain
the observed signal variation. In the two steps process, resonant with an intermediate level 5P,
we have a double resonance condition, which is no longer satisfied when the magnetic field
changes the energy of the Zeeman sublevels. Although the atoms show a velocity distribution
described by a Gaussian function, the experimental results are well described when considering
a transition probability for double resonance, give by a Lorentzian function. We also show that
for small magnetic fields, of the order of field generated by coils surrounding the cell, is the
linewidth of 5D5/2 state that determines this transition probability.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/15321 |
| Date | 01 April 2015 |
| Creators | HURTADO, José Camilo Herrera |
| Contributors | VIANNA, Sandra Sampaio |
| Publisher | UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO, Programa de Pos Graduacao em Fisica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0021 seconds