Estudo do efeito Talbot com feixe gaussiano

• Autor(a) principal: Maia, Mayanne Rodrigues
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6226
• topic: Efeito Talbot; Feixe gaussiano; Óptica; Condição de Talbot; Efeito Talbot; Feixe gaussiano; Óptica; Talbot effect; Gaussian beam; Optics; Talbot condition

Basicamente, o efeito Talbot ocorre quando uma grade periódica é iluminada por uma fonte de luz coerente e imagens dessa grade surgem a distâncias também periódicas, chamadas de distâncias de Talbot. Utilizando a teoria escalar da difração, apresentada nesse trabalho, é simples obter a equação dessas distâncias para o caso da onda plana. O objetivo é analisar o que ocorre nesse fenômeno quando substituímos a onda plana pela onda gaussiana. Para isso também abordamos a teoria da óptica paraxial, além de introduzir a óptica de Fourier e falar a respeito dos moduladores espaciais de luz, instrumento utilizado na parte experimental do trabalho. Discutimos em detalhes o cálculo para obter a distância de Talbot corrigida, ou seja, para o caso do perfil gaussiano. Analisamos a equação encontrada, verificando que ela recai na distância de Talbot da onda plana na aproximação adequada. Em seguida, encontramos situações teóricas em que essa correção é realmente significativa. Baseados nessa possibilidade de encontrar configurações em que apenas a distância de Talbot corrigida é correta, fomos ao laboratório realizar o experimento necessário. Porém, verificamos experimentalmente que nas condições em que a correção gaussiana é relevante, a reprodução da imagem da grade não é nítida, uma vez que nessas condições poucas fendas da grade são efetivamente iluminadas pelo feixe gaussiano. À medida em que o feixe é expandido (ou a periodicidade da grade reduzida), mais fendas são iluminadas e o efeito torna-se mais visível, mas as distâncias de reprodução da imagem da grade (Talbot) recaem nos valores previstos pela aproximação de onda plana. Os resultados apresentados neste trabalho permitem uma melhor compreensão das condições ópticas para a ocorrência do efeito Talbot e abrem o caminho para a investigação do efeito com a utilização de outros tipos de feixes, como os portadores de momento angular orbital