Caracterização da instabilidade da polarização do laser He-Ne

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocha, Jorge Luiz Araujo
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4339
Resumo: In this work, we investigated the instability of the polarization of He-Ne lasers seeking to characterize and understand the mechanisms behind this behavior. The He- Ne laser was the second demonstrated and created in story and the first to have a gaseous active medium and also to operate in continuous mode. It is a 4-level laser with emission around 632.8 nm, resulting from the amplification of stimulated emission produced by Ne atoms. In experiments two commercial He-Ne lasers with nominal power of 0.5 mW and 1.2 mW and with random polarizations were used, according to manufacturers' information. Measures of intensity versus time with and without a polarizer in front of the laser beam were performed. Without polarizer was observed an initial transient after which the intensity tends to a constant value. With the presence of the polarizer, it was observed that the intensity has a generally sinusoidal periodic behavior and the distance between the peaks of intensity increases exponentially with time. It has been proposed that the intensity variation was due to variation of the polarization of the laser, instability inherent to its construction, probably resulting from a variation in the cavity length with temperature and / or competition among modes of oscillation after the amplification process. Analyzing in detail the measures of intensities was also possible to propose that the behavior of the laser presents three distinct features from the investigation of the temporal evolution of the distances between the peaks. A theoretical calculation that took into account the variation in cavity length with temperature was carried out and compared with experimental data. Finally, a theoretical modeling was done taking into account two possible modes of the Field with circular and elliptical polarizations out of the cavity. In this case the numerical results differed somewhat from the experimental results probably indicating that the model was oversimplified.
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spelling Caracterização da instabilidade da polarização do laser He-NeCharacterization of instability of polarization of He-Ne laserPolarização – InstabilidadeLaserLaser He-NePolarization - InstabilityCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work, we investigated the instability of the polarization of He-Ne lasers seeking to characterize and understand the mechanisms behind this behavior. The He- Ne laser was the second demonstrated and created in story and the first to have a gaseous active medium and also to operate in continuous mode. It is a 4-level laser with emission around 632.8 nm, resulting from the amplification of stimulated emission produced by Ne atoms. In experiments two commercial He-Ne lasers with nominal power of 0.5 mW and 1.2 mW and with random polarizations were used, according to manufacturers' information. Measures of intensity versus time with and without a polarizer in front of the laser beam were performed. Without polarizer was observed an initial transient after which the intensity tends to a constant value. With the presence of the polarizer, it was observed that the intensity has a generally sinusoidal periodic behavior and the distance between the peaks of intensity increases exponentially with time. It has been proposed that the intensity variation was due to variation of the polarization of the laser, instability inherent to its construction, probably resulting from a variation in the cavity length with temperature and / or competition among modes of oscillation after the amplification process. Analyzing in detail the measures of intensities was also possible to propose that the behavior of the laser presents three distinct features from the investigation of the temporal evolution of the distances between the peaks. A theoretical calculation that took into account the variation in cavity length with temperature was carried out and compared with experimental data. Finally, a theoretical modeling was done taking into account two possible modes of the Field with circular and elliptical polarizations out of the cavity. In this case the numerical results differed somewhat from the experimental results probably indicating that the model was oversimplified.Foi investigada, nesta dissertação, a instabilidade da polarização de lasers de He-Ne buscando caracterizar e entender os mecanismos por trás desse comportamento. O laser He-Ne foi o segundo da história e o primeiro a ter um meio ativo gasoso e também a funcionar em modo contínuo. Ele é um laser de 4 níveis com emissão em torno de 632.8 nm, resultante da amplificação de emissão estimulada produzida pelos átomos de Ne. Nos experimentos foram usados dois lasers He-Ne comerciais de potências nominais de 0,5 mW e 1,2 mW com polarizações aleatórias, segundo informações dos fabricantes. Foram realizadas medidas de intensidade em função do tempo com e sem polarizador na frente do feixe laser. Sem polarizador, foi observado um transiente inicial após o qual a intensidade tende para um valor constante. Com a presença do polarizador, foi observado que a intensidade apresenta um comportamento geral periódico do tipo senoidal com a distância entre os picos de intensidade crescendo exponencialmente com o tempo. Foi proposto que essa variação da intensidade ocorreu devido à variação da polarização do laser, uma instabilidade inerente a sua construção, resultante provavelmente de uma variação do comprimento da cavidade com a temperatura e/ou de competição de modos de oscilação após o processo de amplificação. Analisando com detalhes as medidas de intensidades foi possível propor também que o comportamento do laser apresenta 3 regimes distintos a partir da investigação da evolução temporal das distâncias entre os picos. Um cálculo teórico que levou em conta a variação no comprimento da cavidade com a temperatura foi realizado e comparado com os dados experimentais. Por fim, foi feita uma modelagem teórica levando em conta dois possíveis modos do campo com polarização circular e elíptica saindo da cavidade. Nesse caso os resultados numéricos diferiram um pouco dos experimentais indicando provavelmente que o modelo foi simplificado demais.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFALSantos, Pedro Valentim doshttp://lattes.cnpq.br/2447231989193754Mohan, Madras Viswanathan Gandhihttp://lattes.cnpq.br/1995273890709490Lima, Emerson dehttp://lattes.cnpq.br/9172105120221089Silva, Wagner Ferreira dahttp://lattes.cnpq.br/4219887347412130Rocha, Jorge Luiz Araujo2019-02-27T19:06:10Z2018-12-212019-02-27T19:06:10Z2013-05-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfROCHA, Jorge Luiz Araujo. Caracterização da instabilidade da polarização do laser He-Ne. 2013. 54 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) – Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física da Matéria Condensada, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2018.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4339porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2019-02-27T19:06:10Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/4339Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2019-02-27T19:06:10Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false
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