00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IF Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - FÍSICA - IF
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Mistura não-linear de feixes paraxiais
Título(s) alternativo(s): Nonlinear mixture of paraxial beams
Autor(es): Silva, Marcos Vinicius Emanuel Cordeiro da
Primeiro Orientador: Silva, Alcenísio José de Jesus
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Wagner Ferreira da
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Jonathas Matias de
Resumo: A geração de modos pelo processo da soma-frequência é um fenômeno que ocorre ao considerarmos dois feixes se misturando dentro de um meio com não-linearidade de segunda ordem. Baseado nisso, buscou-se realizar um estudo teórico e experimental dessa mistura, considerando os feixes Ince-Gauss com paridade definida (IG) e os feixes Ince- Gauss Helicoidais (HIG) com momento angular orbital (MAO) como feixes de entrada. Para a base teórica, resolveu-se a equação paraxial a partir do método da função de Green, e com o resultado foi possível simular a geração de modos dentro do meio não-linear. Já experimentalmente, foi montado um aparato experimental utilizando um cristal BBO como meio não linear, e através dele foi possível observar e detectar o feixe resultante dessa mistura. Com essas duas metodologias, foram estudadas todas as combinações possíveis entre dois feixes IG (par-par, par-ímpar, ímpar-ímpar), e também diversas combinações de feixes HIG. Em todos esses casos, observou-se uma ótima concordância entre os resultados teóricos e experimentais, e para os feixes carregando MAO, se constatou a conservação desse momento no feixe resultante. Além disso, através da análise dos dados obtidos, calculou-se pela primeira vez a regra de seleção que controla a geração dos modos, e por fim, se observou a transição entre as diferentes famílias de feixes paraxiais através da variação do parâmetro de excentricidade E. Esses resultados formam uma boa base de estudo para aplicações como a comunicação óptica, micromanipulação e pinças ópticas.
Abstract: The mode generation through sum-frequency processes occurs when we consider two beams mixing inside a medium with a second order nonlinearity. A study based on both a theoretical and an experimental analysis of this process was done, considering, as initial beams, the families of Ince-Gaussian beams (IG) and Helical Ince-Gaussian beams (HIG). As a theoretical basis, the paraxial equation was solved using the Green function method, and the result made possible the development of a numerical simulation for the mode generation inside the medium. Experimentally, the assembled setup used a BBO crystal as the nonlinear medium, and enabled the observation and detection of this mixture. Through these two methodologies, the study considered all the possible parity combinations of two IG beams with defined parity (even-even, even-odd, odd-odd), as well as multiple combinations of HIG beams carrying orbital angular momentum (OAM). In all these cases, a very good agreement between the experimental and the theoretical results was observed, and for the beam carrying OAM, it was possible to verify the conservation of momentum in the resulting beam. Furthermore, analyzing the obtained results, it was possible to find, for the first time, the selection rule that controls the creation of modes inside the medium, and lastly, the transition between the different families of paraxial beams was observed by changing the eccentricity parameter E. These results form a good study basis for applications such as optical communication, micro-manipulation and optical tweezers.
Palavras-chave: Óptica não-linear
Feixes paraxiais
Momento angular orbital
Nonlinear optics
Paraxial beams,
Orbital angular momentum
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::OTICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Física
Citação: SILVA, Marcos Vinicius Emanuel Cordeiro da. Mistura não-linear de feixes paraxiais. 2021. 40 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) – Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/7872
Data do documento: 24-ago-2020
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