Banca de DEFESA: SAMUEL BEZERRA ALVES

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: SAMUEL BEZERRA ALVES
DATA: 24/11/2016
HORA: 10:00
LOCAL: Auditório do CCEN
TÍTULO: DINÂMICA EM FREQUECIA DE LASERS SEMICONDUTORES SOB INJEÇÃO ÓTICA E EFEITOS DE PROPAGAÇÃO E ABSORÇÃO NA ESTATÍSTICA DE FÓTONS EM VAPOR RESSONANTE
PALAVRAS-CHAVES: ...
PÁGINAS: 182
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Física
SUBÁREA: Física Atômica e Molecular
RESUMO: Lasers semicondutores submetidos a perturbacao externa sao sistemas bastante convenientes para estudos de dinamica em amplitude ou frequencia. Dinamica na amplitude do campo eletromagnetico de dispositivos semicondutores tem sido estudada em um grande numero de trabalhos teoricos e experimentais nas ultimas decadas, particularmente para lasers submetidos a um retorno otico coerente. Novas caracteristicas na operacao de lasers semicondutores podem ser exploradas quando estes sao submetidos a uma realimentacao otica ortogonal. Neste trabalho apresentamos um estudo sistematico da dinamica em frequencia observada em lasers semicondutores quando submetidos a injecao otica direta e injecao ortogonal mutua filtrada. Analisamos o deslocamento em frequencia que ocorre quando injetamos parte do feixe de um segundo laser com polarizacao cruzada na cavidade semicondutora de um laser. Inicialmente, nos caracterizamos alguns lasers de diodo e analisamos alguns detalhes do processo de injecao otica externa e discutimos aplicacoes. Caracterizamos a resposta da frequencia de lasers semicondutores a injecao de um segundo laser. Medimos e analisamos o tempo de resposta e o limiar laser para diferentes valores da potencia de injecao. Observamos amplos deslocamentos da frequencia otica do laser semicondutor quando submetido a fortes potencias na injecao. Por fim, sugerimos uma extensao do modelo das equacoes de taxa que descreve nossas observacoes. Nos analisamos a frequencia de emissao de um laser de diodo semicondutor (chamado escravo) sob injecao otica mutua com outro laser semicondutor (mestre) e demonstramos a existencia de ciclos de histerese na frequencia desse primeiro laser. Descrevemos um modelo teorico que rege a dinamica para um sistema com reinjecao e sua extensao para o sistema com dois lasers acoplados. Descrevemos em seguida uma montagem experimental usada em nossos experimentos com injecao mutua e apresentamos os resultados obtidos. Mostramos que a direcao da biestabilidade otica (e a faixa biestavel) nesse sistema de lasers acoplados pode ser controlada. Na segunda parte dessa tese estudamos a propagacao de campos incoerentes (campos de speckles). Sabemos que fotons que se propagam no espaco livre nao interagem. Contudo, uma interacao efetiva entre fotons pode existir se, por exemplo, forem mediadas por um meio nao-linear (o nosso vapor atomico ressonante). Entender a natureza e o resultado de tais interacoes nao-lineares sobre a distribuicao de fotons nos leva a estudar a propagacao de luz em um meio cujo indice de refracao depende da intensidade. A dependencia da resposta do meio, atraves do seu indice de refracao , pode ser positiva ou negativa, isto e, as interacoes sao atrativas ou repulsivas se tiver uma forte dependencia espectral que permita seu controle atraves da frequencia da radiacao. Esse tipo de nao linearidade e responsavel por uma serie de efeitos de propagacao e tem sido objeto de estudo como, por exemplo, na busca de efeitos tipo localizacao de Anderson [1] ou usado para modelar as interacoes de onda de materia em condensados de Bose-Einstein (BECs)[2]. Para entender os efeitos dessas "interacoes entre fotons", usamos laser ressonante com uma transicao atomica e um vapor atomico aquecido. Investigamos como a nao-linearidade do meio afeta a propagacao de um campo incoerente (padrao espacial gerado pela incidencia do laser em um difusor). Particularmente, analisamos a evolucao de sua distribuicao espacial e estatistica de intensidade. Para efeito de analise, a propagacao de fotons pode ser descrita como se eles fossem particulas interagentes, onde a natureza da interacao, atrativa ou repulsiva, pode ser ajustada por um parametro de controle, a frequencia da radiacao. Nos analisamos o efeito combinado de dispersao e absorcao nao-linear presente no vapor atomico, e observamos que ambas as contribuicoes de dispersao e absorcao sao significativas para determinar a natureza da interacao efetiva. Nos usamos duas medidas para caracterizar distribuicoes espaciais dos fotons: a funcao de distribuicao de probabilidade (PDF) da intensidade de radiacao e suas correlacoes espaciais ( ). Em nossa configuracao experimental nos preparamos padroes de speckles, cujos PDF e tem as assinaturas de uma distribuicao Gaussiana. Partimos de um campo incidente com distribuicao norma e, que se propaga atraves do vapor atomico ressonante e observamos as alteracoes no perfil do campo transmitido e analisamos sua distribuicao estatistica. As experiencias sao modeladas em termos de uma equacao de propagacao obtida a partir das equacoes de Maxwell para radiacao interagindo com um meio nao-linear. A rotina numerica foi desenvolvida para calcular a propagacao do padrao de speckles atraves do meio nao-linear. Os comportamentos observados experimentalmente sao qualitativamente bem reproduzidos pelos calculos numericos.
MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - DANIEVERTON MORETTI
Interno - 1132317 - FERNANDO JORGE SAMPAIO MORAES
Presidente - 1051360 - MARCOS CESAR SANTOS ORIA
Externo à Instituição - SANDRA SAMPAIO VIANA- UFPE
Interno - 1199631 - SERGIO ANDRE FONTES AZEVEDO