Não-linearidade óptica de terceira ordem de líquidos orgânicos e colóides com nanobastões de ouro
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/50908 |
Resumo: | Com a criação do laser e, por consequência, o surgimento de uma nova área de pesquisa chamada óptica não linear (NL), passou-se a estudar a resposta óptica NL dos mais diver- sos materiais por causa das suas inúmeras implicações científicas e tecnológicas. Um grande número de fenômenos NL estão associados a não linearidades de segunda e terceira ordem, diversas técnicas experimentais foram aperfeiçoadas ao longo das últimas décadas, no intuito de quantificar estes fenômenos. Dentre elas, a técnica Z-scan é a mais utilizada para deter- minar o índice de refração NL (n2) e coeficiente de absorção NL (α2) de terceira ordem em materiais centrossimétricos. Neste trabalho, buscamos estudar a resposta óptica NL de na- nocompósitos plasmônicos (NCPs), mais especificamente nanobastões de ouro (Au-NBs) em água, originadas por efeitos termo-ópticos. Para isso, utilizamos uma variação da técnica Z- scan que permite caracterizar simultaneamente a resposta termo-óptica dos materiais através da difusividade térmica (DT ) e do coeficiente termo-óptico do índice de refração (dn/dT), chamada de técnica "Thermal Managing Z-scan" (TM Z-scan). Primeiramente, verificamos a aplicabilidade da técnica através de medidas com solventes já caracterizados na literatura e, a partir disso, aplicamos a mesma metodologia aos coloides com nanobastões de ouro, variando sua razão de aspecto (RA) e fator de preenchimento (f). Todos os experimentos foram realiza- dos com um laser de Titânio-Safira (814nm, 76MHz, 100fs) durante um tempo de iluminação da amostra de 5,5 ms a cada 55 ms. Os resultados obtidos foram associados a não-linearidades efetivas de terceira ordem das amostras, originadas principalmente por efeitos termo-opticos. Os valores medidos de DT , dn/dT e n2, dos solventes, estão de acordo com os valores repor- tados na literatura para experimentos em comprimentos de onda semelhantes. Enquanto que para as suspensões contendo Au-NB, representam uma nova caracterização termo-óptica nas condições experimentais adotadas, além de exibirem alta resposta NL através do n2 mesmo monitorado em uma intensidade baixa, evidenciando seu potencial para aplicações nos campos da fotônica e dispositivos plasmônicos. |
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Dentre elas, a técnica Z-scan é a mais utilizada para deter- minar o índice de refração NL (n2) e coeficiente de absorção NL (α2) de terceira ordem em materiais centrossimétricos. Neste trabalho, buscamos estudar a resposta óptica NL de na- nocompósitos plasmônicos (NCPs), mais especificamente nanobastões de ouro (Au-NBs) em água, originadas por efeitos termo-ópticos. Para isso, utilizamos uma variação da técnica Z- scan que permite caracterizar simultaneamente a resposta termo-óptica dos materiais através da difusividade térmica (DT ) e do coeficiente termo-óptico do índice de refração (dn/dT), chamada de técnica "Thermal Managing Z-scan" (TM Z-scan). Primeiramente, verificamos a aplicabilidade da técnica através de medidas com solventes já caracterizados na literatura e, a partir disso, aplicamos a mesma metodologia aos coloides com nanobastões de ouro, variando sua razão de aspecto (RA) e fator de preenchimento (f). 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In this work, we seek to study the NL optical response of plasmonic nanocomposites (PNCs), more specifically as gold nanorods (Au-NR) in water, originated by thermo-optical effects. For this, we use a variation of the Z-scan technique that allows the simultaneous characterization of the thermo- optical response of the materials through thermal diffusivity (DT ) and the thermo-optical coefficient of the refractive index (dn/dT), called the "Thermally Managed Z-scan" technique (TM Z-scan). First, we verified the applicability of the technique through measurements with solvents already characterized in the literature and, from there, we applied the same method- ology to colloids with gold nanorods, varying their aspect ratio (AR) and filling factor (f). All experiments were performed with a Titanium-Sapphire laser (814nm, 76MHz, 100fs) during a sample illumination period of 5.5 ms every 55 ms. The obtained results were associated with third-order effective non-linearities of the samples, originated mainly by thermo-optical effects. The values obtained for DT , dn/dT and n2, in the solvents, are in agreement with the values reported in the literature for experiments at similar wavelengths. While for suspensions con- taining the Au-NR, they represent a new thermo-optical characterization in the experimental conditions adopted, in addition to exhibiting high NL response through the n2 even monitored at a low intensity, evidencing their potential for applications in the fields of photonics and devices plasmonics.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em FisicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessÓpticaEfeito termo-ópticoÍndice de refração não linearTM Z- scanNanocompósitos plasmônicosNão-linearidade óptica de terceira ordem de líquidos orgânicos e colóides com nanobastões de ouroinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/50908/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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