00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: Mistura não linear por duas ondas utilizando luz estruturada
Título(s) alternativo(s): Two-wave nonlinear wave mixing with structured light
Autor(es): Rocha, José Carlos do Amaral
Primeiro Orientador: Fonseca, Eduardo Jorge da Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Vianna, Sandra Sampaio
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Pedro Valentim dos
Resumo: A modificação de propriedades ópticas devido a interação da luz com a matéria é objeto de estudo da óptica não linear. A possibilidade da polarização de um meio responder com potências da amplitude do campo aplicado dá surgimento a uma gama de fenômenos físicos de grande interesse científico e tecnológico. Junto a isso, temos que a estruturação da luz, ou seja, seu controle espacial, permite estudá-la em sistemas bastante particulares. Nesta dissertação de Mestrado, investigamos a interação de luz estruturada com um meio não linear no contexto de mistura por duas ondas. Inicialmente apresentamos a mistura não linear de feixes Laguerre-Gauss (LG) de ordens radiais nulas e momento angular orbital inteiro e fracionário. Observa-se que o meio não linear age como um acoplador os diferentes graus de liberdade deste feixe estruturado, possibilitando a relação entre a carga topológica dos feixes incidentes com ordens radiais do feixe gerado a partir da interação não linear com a matéria. Em seguida, como primeiro resultado dessa dissertação, realizamos uma extensão desse tipo de mistura ao considerarmos feixes Laguerre-Gauss de ordens radiais não nulas e discorremos sobre suas implicações. Posteriormente, apresentamos a mistura de feixes LG contendo carga topológica fracionária e, com isso, observamos o surgimento do vórtice e de ordens radiais no campo gerado a partir dessa mistura. Posteriormente, utilizando uma superposição de modos Hermite-Gauss (HG) como mistura incidente, realizamos o processo inverso. Especificamos o feixe desejado que resulta da mistura e buscamos encontrar a superposição incidente. Dessa forma, pudemos realizar a conversão de modos entre diferentes bases paraxiais. Por fim, realizamos um estudo acerca da mistura não linear por duas ondas de modos Ince-Gauss (IG), determinando sua regra de seleção e analisando a transição da mistura entre modos LG e HG, que se revelam como casos particulares dos modos aqui estudados.
Abstract: The modification of optical properties due to light-matter interaction is object of study of Nonlinear Optics. The possibility of the polarization of a material to respond with powers of the applied field’s amplitude gives rise to many physical phenomena of great scientific and technological interests. Together with it, structuring light, meaning the application of custom light fields, allow us to study it in very particular systems. In this dissertation, we investigate the structured light interaction with a nonlinear media in the context of two-wave mixing. Initially we present the nonlinear mixture of Laguerre-Gaussian (LG) beams of null radial order and arbitrary orbital angular momentum. It is observed that the nonlinear media acts as a coupler between different degrees of freedom of this particular structured beam, enabling the relation between the topological charge of the incoming beams with the radial orders of the generated beam through its nonlinear interaction with matter. Next, as a first set of results of this dissertation, we extend this type of mixture by considering LG beams of non-null radial order and discuss about its implications. Later we show the mixture of LG beams carrying fractional topological charge and, with it, showing the birth of a vortex and radial orders in the generated beam. Subsequently, using a superposition of Hermite-Gaussian (HG) modes as initial beams, we perform the inverse process. We specify the desired output beam that results from the nonlinear mixture and find the incoming beams mode superposition. In this way, we were able to perform optical mode conversion of different paraxial basis. Lastly, we perform a study of the two-wave nonlinear mixture of Ince-Gaussian (IG) modes, obtaining its selection rule and analyzing the transition between the mixture of LG and HG modes, that reveals itself as particular cases of the modes here considered.
Palavras-chave: Luz estruturada
Momento angular orbital
Óptica não linear
Nonlinear Optics
Orbital Angular Momentum
Structured Light
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: ROCHA, José Carlos do Amaral. Mistura não linear por duas ondas utilizando luz estruturada. 2022. 59 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8940
Data do documento: 13-mar-2020
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