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Previous issue date: 2008-05-29 / CNPQ / Neste trabalho, utilizamos as técnicas de controle temporal coerente e de manipulação da fase
óptica do campo óptico para investigar e controlar os diferentes caminhos quânticos induzidos
em transições de dipolo elétrico envolvendo a absorção de dois fótons no átomo de rubídio. As
transições foram excitadas por pares de pulsos de separação temporal variável e analisamos a
resposta do meio atômico em função dessa separação. Três situações experimentais são analisadas
envolvendo transições com diferentes características.
No primeiro experimento, utilizamos luz incoerente de um laser de corante com duração temporal
de nanosegundos, mas com tempo de coerência de picosegundos, para excitar a transição
de dois fótons, envolvendo níveis altamente excitados, níveis de Rydberg. A resposta do sistema
é analisada através de um processo de mistura de quatro ondas, resolvida no tempo, e a seleção
dos diferentes caminhos quânticos envolvidos no processo é feita a partir do controle da polarização
dos campos do laser incidente. Interferências na freqüência central do laser, interferências
"ópticas", e no dobro dessa freqüência, interferências quânticas, são observadas.
Nos outros dois estudos, a transição de dois fótons é excitada por pulsos com duração temporal
da ordemde 100 fentosegundos. No primeiro caso, investigamos uma transição de dois fótons pura,
entre os níveis 5S e 7S do rubídio, onde uma fase externa, dependente da freqüência, é adicionada
em um dos pulsos, enquanto o outro tem seu atraso temporal controlado. A fluorescência detectada
é uma medida direta da população do estado excitado. Novamente, um sinal interferométrico é
observado, cujo controle coerente é efetuado por uma combinação da fase externa e do atraso
temporal.
O último experimento envolve uma transição seqüencial, cuja ressonância de um fóton leva a
efeitos de propagação observados no sinal de interesse. Outro aspecto importante é que a taxa de
repetição do laser era maior que as taxas de relaxação dos níveis envolvidos, de forma que efeitos
de acumulação na população e na coerência também estão presentes. A resposta do sistema é
analisada através do processo de mistura paramétrica de quatro ondas, resolvido no tempo. O
sinal interferométrico, com controle de polarização e da freqüência de detecção, permite uma
demonstração clara da origem quântica nas interferências "ópticas". / In this work, we use the techniques of temporal coherent control and phase manipulation of the
optical field to investigate and control different quantum pathways in the two-photon absorption
in rubidium atoms. Three experimental situations are studied involving transitions with different
characteristics. In all of them, the medium response is analyzed as a function of the temporal delay
between the pulse pairs responsible for the two-photon transition.
In the first experiment, we use incoherent light from a dye laser with pulse duration in the
nanosecond scale, but with coherence time in the picosecond scale, to excite the two-photon transition,
which involves highly excited levels, Rydberg states. The system response is analyzed
through a time-resolved four-wave mixing process, and the quantum pathway selection is realized
by polarization control of the incident laser fileds. Interferences in the central laser frequency -
"optical" interferences - and at twice this frequency - quantum interferences - are observed.
In the subsequent two studies, the two-photon transition is excited with 100 fs pulses. In the
first case, we investigate a pure two-photon transition, the 5S - 7S rubidium transition, where an
external frequency depedent phase is added in one pulse, while the temporal delay of a second
pulse is controlled. We observe an interferometric signal, in which coherent control is achieved
with external phase and temporal delay combination.
The last experiment involves a sequential transition, which has a one-photon resonance that
leads to propagation effects observed in the signal. The laser repetition rate is greater than the
atomic system relaxation rates, leading to accumulation effects in the population and coherence,
which leads to important effects. A time-resolved parametric four-wave mixing is used to investigate
the system response. The interferometric signal, with polarization and detection frequency
control, allows us to clearly demonstrate the quantum origin of the "optical" interferences.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/15615 |
| Date | 29 May 2008 |
| Creators | NUNES FILHO, José Ferraz de Moura |
| 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/doctoralThesis |
| 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 |
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