Banca de DEFESA: AMMIS SÁNCHES ÁLVAREZ

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: AMMIS SÁNCHES ÁLVAREZ
DATA : 30/01/2024
HORA: 14:00
LOCAL: Através de Videoconferência:
TÍTULO:

Estudo da flutuação de intensidade e do efeito do índice de refração em dois sinais
simétricos de mistura de quatro ondas gerados em vapor de rubídio.

PALAVRAS-CHAVES:

Espectroscopia atômica. Mistura de Quatro Ondas. Óptica não linear Correlações
clássicas.

PÁGINAS: 79
RESUMO:

Neste trabalho investigamos algumas características espectrais e temporais tanto dos feixes
transmitidos como dos sinais gerados em um processo de mistura de quatro ondas. Usando
um vapor de átomos de rubídio como meio não linear, estudamos tais características sob duas
condições: (i) quando os feixes de luz incidentes na amostra são produzidos por dois lasers
independentes e (ii) quando os feixes incidentes são produzidos por um único laser. Quando
dois lasers independentes são utilizados, a frequência de um dos feixes incidentes é mantida
fixa, e os espectros são obtidos em função da frequência do outro feixe. Detectamos simultâneamente,
para diferentes intensidades dos campos incidentes, os espectros de transmissão e
dos sinais de mistura de quatro ondas (MQO) gerados para frente. Os espectros de transmissão
apresentam picos que coincidem com as frequências das transições hiperfinas da linha 𝐷2
correspondentes ao estado 𝐹𝑔 = 3 do 85𝑅𝑏. Devido ao efeito Doppler, o ordenamento destes
picos depende de que laser tem sua frequência variando. Por outro lado, os espectros dos sinais
de mistura de quatro ondas apresentam um único pico fino, próximo da transição cíclica,
mas que ocorre com uma pequena separação em frequência entre eles. Um modelo teórico,
desenvolvido a partir das equações óticas de Bloch para um sistema de três níveis, nos permite
interpretar o deslocamento em frequência observado no sinal não linear como um efeito do
comportamento anômalo do índice de refração do meio devido à interação com dois campos
intensos. Na outra condição temos um único laser, de forma que os dois feixes incidentes têm
sempre a mesma frequência. Neste caso analisamos um processo de mistura de quantro ondas
degenerada para frente. O laser de diodo cw apresenta flutuações de amplitude e de fase. Estas
últimas são transformadas em flutuações de intensidade mediante o processo de interação
com o meio atômico. Mantendo a frequência do laser fixa, registramos simultaneamente as
flutuações de intensidade como função do tempo dos sinais de transmissão e de misturas de
quatro ondas. A partir destas séries temporais, obtivemos as correlações entre os dois sinais
de transmissão e entre os dois sinais de mistura para diferentes condições de polarização, intensidade
dos feixes incidentes e temperatura do vapor. Obtivemos valores de correlação entre
os sinais de transmissão em 𝜏 = 0 de 0.87, e entre os sinas de mistura de quatro ondas de até
0.94. Nossos resultados indicam uma diminuição da largura do pico de correlação com o aumento
da intensidade dos feixes incidentes, e a presença de uma oscilação na correlação, cuja
frequência tende a aumentar com a intensidade. Para analisar estes resultados experimentais
desenvolvemos um modelo teórico baseado no formalismo de matriz densidade, considerando
um sistema de dois níveis interagindo com campos eletromagnéticos com uma fase estocástica
definida por um processo de Ornstein-Uhlenbeck. Assim obtivemos um sistema de equações
diferenciais estocásticas, que resolvemos numericamente aplicando as regras do cálculo de Itô.
A partir da coerência 𝜎21 integrada em velocidades podemos obter a série temporal e comparar
as correlações com os resultados experimentais. Este modelo teórico nos permite investigar o
efeito da distribuição de velocidades na correlação, assim como a existencia de uma relação
entre a frequência de oscilação nas curvas de correlação e as frequências de Rabi do sistema.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - PAULO HENRIQUE SOUTO RIBEIRO - UFSC
Interno - 1276546 - JOAO CARLOS DE AQUINO CARVALHO
Interno - 1452123 - MARCIO HERACLYTO GONCALVES DE MIRANDA
Externo à Instituição - PHILIPPE WILHELM COURTEILLE - USP
Presidente - 1132318 - SANDRA SAMPAIO VIANNA