Automodulação de fase espacial em solventes orgânicos
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/47280 |
Resumo: | As propriedades ópticas não lineares dos materiais podem ser caracterizadas com base nos efeitos decorrentes de suas interações com feixes de luz suficientemente intensos, sendo fundamentais para o desenvolvimento de aplicações tecnológicas. Dentre os fenômenos da óptica não linear, a automodulação de fase depende da intensidade do próprio feixe que se propaga em um meio não linear, podendo gerar efeitos espaciais e espectrais. Este fenômeno é observado tanto em feixes de luz pulsada quanto contínua, sendo descrito a partir de alterações não lineares no índice de refração, que podem ter origens diversas. Neste trabalho, revisitamos a propagação óptica não linear de um feixe de laser pulsado (∼ 100 fs) com alta taxa de repetição (50 MHz) através de solventes orgânicos como álcoois, acetonitrila e tolueno, em região espectral de absorção linear distinta para os diferentes materiais (1560 nm). Neste contexto, a relaxação térmica do sistema é desfavorecida devido à alta taxa de repetição do laser, gerando efeitos térmicos que não podem ser desprezados, enquanto os pulsos ultracurtos possibilitam a observação de fenômenos não lineares de origem eletrônica. Como o índice de refração (n) de um material é função de diversos parâmetros experimentais incluindo a temperatura, o aquecimento do meio utilizando um feixe com intensidade I é capaz de gerar modificações não lineares em n análogas às decorrentes do Efeito Kerr óptico (Δn ∝ I), podendo causar confusões quanto à origem das não linearidades observadas. O principal objetivo deste trabalho é estudar o índice de refração não linear efetivo (n2,ef f ) em experimentos de automodulação de fase espacial nos solventes orgânicos mencionados, a fim de esclarecer suas origens, que mostramos ser predominantemente térmicas. Com isso, teremos a oportunidade de reparar equívocos recorrentes na literatura, como recentemente esclarecido para o etanol. |
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ALENCAR, Pollyanna Michelle Pires dehttp://lattes.cnpq.br/8092220926100098http://lattes.cnpq.br/0574758575822571MENEZES, Leonardo de Souza2022-10-27T11:32:15Z2022-10-27T11:32:15Z2022-03-29ALENCAR, Pollyanna Michelle Pires de. Automodulação de fase espacial em solventes orgânicos. 2022. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/47280As propriedades ópticas não lineares dos materiais podem ser caracterizadas com base nos efeitos decorrentes de suas interações com feixes de luz suficientemente intensos, sendo fundamentais para o desenvolvimento de aplicações tecnológicas. Dentre os fenômenos da óptica não linear, a automodulação de fase depende da intensidade do próprio feixe que se propaga em um meio não linear, podendo gerar efeitos espaciais e espectrais. Este fenômeno é observado tanto em feixes de luz pulsada quanto contínua, sendo descrito a partir de alterações não lineares no índice de refração, que podem ter origens diversas. Neste trabalho, revisitamos a propagação óptica não linear de um feixe de laser pulsado (∼ 100 fs) com alta taxa de repetição (50 MHz) através de solventes orgânicos como álcoois, acetonitrila e tolueno, em região espectral de absorção linear distinta para os diferentes materiais (1560 nm). Neste contexto, a relaxação térmica do sistema é desfavorecida devido à alta taxa de repetição do laser, gerando efeitos térmicos que não podem ser desprezados, enquanto os pulsos ultracurtos possibilitam a observação de fenômenos não lineares de origem eletrônica. Como o índice de refração (n) de um material é função de diversos parâmetros experimentais incluindo a temperatura, o aquecimento do meio utilizando um feixe com intensidade I é capaz de gerar modificações não lineares em n análogas às decorrentes do Efeito Kerr óptico (Δn ∝ I), podendo causar confusões quanto à origem das não linearidades observadas. O principal objetivo deste trabalho é estudar o índice de refração não linear efetivo (n2,ef f ) em experimentos de automodulação de fase espacial nos solventes orgânicos mencionados, a fim de esclarecer suas origens, que mostramos ser predominantemente térmicas. Com isso, teremos a oportunidade de reparar equívocos recorrentes na literatura, como recentemente esclarecido para o etanol.FACEPEThe non-linear optical properties of materials can be characterized based on the effects resulting from their interactions with sufficiently intense light beams, being fundamental mental for the development of technological applications. Among nonlinear optical phenomena, self-phase modulation depends on the intensity of the beam itself that propagates in a non-linear medium, which can generate spatial and spectral effects. This phenomenon is observed in both pulsed and continuous light beams, being described from non-linear changes in the refractive index, which may have different origins. In this work, we revisit the non-linear optical propagation of a pulsed laser beam (∼ 100 fs) with a high repetition rate (50 MHz) through organic solvents such as alcohols, acetonitrile, and toluene, in a spectral region of distinct linear absorption for the different materials (1560 nm). In this context, the thermal relaxation of the system is unfavored due to the high repetition rate of the laser, generating thermal effects that cannot be ignored, while the ultrashort pulses allow the observation of non-linear phenomena of electronic origin. As the refractive index (n) of a material is a function of several experimental parameters including temperature, heating the medium using a beam with intensity I is capable of generating non-linear changes in n analogous to those resulting from the Kerr Effect (Δn ∝ I), which may confuse as to the origin of the observed nonlinearities. The main objective of this work is to study the effective nonlinear refractive index (n2,ef f ) in spatial self-phase modulation experiments in the mentioned organic solvents, to clarify their origins, which are shown to be predominantly thermal. With this, we will have the opportunity to correct recurring misconceptions in the literature, as recently clarified for ethanol.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em FisicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessÓpticaÓptica não-linearAutomodulação de fase espacial em solventes orgânicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82362https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47280/3/license.txt5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47280/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALDISSERTAÇÃO Pollyanna Michelle Pires de Alencar.pdfDISSERTAÇÃO Pollyanna Michelle Pires de 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