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Marco Polo Moreno de Souza Orientadora: Sandra Sampaio Vianna 27 de junho de 2012 Excitação coerente de um vapor atômic e lasers contínuos por trens de pulsos ultracurtos Defesa de Tese de Doutorado

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Praxis dem Ideal gegenbergestellt. Das Ergebnis zeigt, dass gewisse theoretische Konzepte automatisch angewendet wurden, sich also in der Praxis besttigten. Weiterhin dient das letzte Kapitel vor allem als Erkenntnisgewinn des Autors selbst. The primary purpose of the present paper is to empirically examine important theoretical concepts of film score. The short film A Colour Beyond was used to analyse Its score with the theoretical approaches. In conclusion, the progrees of the practical experience was confronted with an ideal progress. The result shows th

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Diapositiva 1

Marco Polo Moreno de Souza

Orientadora: Sandra Sampaio Vianna

27 de junho de 2012

Excitação coerente de um vapor atômico

e lasers contínuos

por trens de pulsos ultracurtos

Defesa de Tese de Doutorado

Introdução

Domínio da frequência

Regime de acumulação coerente

Roteiro

Equações de Bloch

CPT (teórico)

Dois experimentos

Domínio do tempo

Domínio da frequência

Um experimento

Fundamentos da interação coerente entre lasers e sistemas atômicos

A impressão do pente de frequências na distribuição atômica de velocidades

Abordagem no domínio da frequência

Aprisionamento coerente de população

Experimento 1: Bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

O trem de pulsos ultracurtos

Envoltórias idênticas.

Intervalo entre os pulsos constante.

Relação de fase bem definida.

O pente de frequências ópticas

Interação entre lasers e sistemas atômicos

Interação entre lasers e sistemas atômicos

Evolução da matriz densidade:

Equações de Bloch:

(Frequência de Rabi)

(Regime estacionário)

Caso particular: laser contínuo (cw):

Interação entre lasers e sistemas atômicos

Interação com o trem de pulsos:

Método numérico no domínio do tempo

(código em C++):

Domínio do tempo

(grupo de átomos parado):

Impressão do pente de frequências na distribuição atômica de velocidades

Impressão do pente de frequências na distribuição atômica de velocidades

Vapor deslocamento Doppler:

alargamento Doppler

das transições.

Para átomos de rubídio com v ~ 300 m/s, temos ~ 500 MHz de alargamento.

Impressão do pente de frequências na distribuição atômica de velocidades

Experimento:

Laser de

Ti:safira

Laser de

diodo

Abordagem no domínio da frequência

Abordagem no domínio da frequência

Equivalência entre os tratamentos no domínio do tempo e no domínio da frequência.

A. Yariv. Quantum Electronics (John Wiley-Sons, New York, 1989):

Abordagem no domínio da frequência

Equações de Bloch:

Expansão perturbativa em série de potências dos campos:

(Frequência de Rabi do modo m)

Abordagem no domínio da frequência

Abordagem no domínio da frequência

Fora do regime de acumulação coerente:

Abordagem no domínio da frequência

Regime de campos intensos:

Aprisionamento coerente de população

Aprisionamento coerente de população

M. Fleischhauer, Rev. Mod. Phys., Vol. 77, No. 2, (2005)

Aprisionamento coerente de população

Resultados numéricos – evolução temporal:

Aprisionamento coerente de população

Resultados numéricos – regime estacionário:

Aprisionamento coerente de população

Tratamento analítico no domínio da frequência:

Aprisionamento coerente de população

(Ignorar transições de quatro ou mais modos)

Aprisionamento coerente de população

Vapor atômico

Resultados numéricos

Ressonâncias de um fóton sempre estão presentes

do trem de pulsos fixa, na condição de CPT

Laser de prova cw sonda o estado fundamental

Experimento 1

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Laser de

Ti:safira

Laser de

diodo

Duas técnicas:

1 – Espectroscopia seletiva em velocidades

2 – Espectroscopia com a taxa de repetição

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Laser de Ti:safira: gerador do trem de pulsos ultracurtos.

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Arranjo experimental:

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Resultados:

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Aproximações:

2 - A intensidade do laser de diodo é fraca:

1 - Um único modo para cada transição atômica.

Tratamento no domínio da frequência:

Solução das equações de Bloch para

no regime estacionário:

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Comparação: experimento e teoria:

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Espectroscopia com a taxa de repetição:

Experimento 1: bombeamento óptico entre níveis hiperfinos

Experimento 2

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Teoria:

Método - Algoritmo escrito no Maple:

1 – Equações de Bloch no regime estacionário.

2 – 1 modo m do pente + modo cw do diodo.

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Comparação

Teoria vs. Experimento:

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Estimamos a frequência de off-set do laser de Ti:safira:

Ressonância de dois fótons:

Ressonância do grupo de átomos com o laser de diodo:

Experimento 2: Transição de dois fótons em cascata

Influência do bombeio óptico do laser de diodo:

Conclusões

CPT com trem de pulsos

Interação átomos-laser

Domínios do tempo e da frequência

Espectroscopia seletiva em velocidades

Espectroscopia com a taxa de repetição

Off-set a partir de uma transição de dois fótons

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í

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R

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100 MHz

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(Transmissão)

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