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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1401| Estudio del mezclado de cuatro ondas en un policristal de telururo de cadmio Study of four-wave mixing in polycrystalline cadmium telluride | |
| GIBRAHAM ALEJANDRO GRACIANO ARMENTA | |
| ANATOLY KHOMENKO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Mezclado de cuatro ondas, polarización, amplificación | |
| En el presente trabajo se investigó experimental y teóricamente al mezclado degenerado de cuatro ondas (DFWM) tanto escalar como vectorial, utilizando una muestra de telururo de cadmio (CdTe) policristalino y pulsos láseres de picosegundos con una longitud de onda central de 1064 nm. En el estudio realizado se analizan los efectos inducidos por la absorción de dos fotones (TPA) y el efecto Kerr óptico electrónico sobre los estados de polarización e intensidades de los pulsos participantes en el DFWM. La investigación incluye: 1) las dependencias que la polarización del pulso difractado tiene con las polarizaciones e intensidades de los tres pulsos incidentes, 2) las contribuciones al proceso del DFWM por las rejillas de absorción y refracción inducidas no linealmente para diferentes polarizaciones e intensidades y 3) los intercambios de energía entre los pulsos del DFWM en función de las energías incidentes. El esquema experimental está basado en la configuración de caja frontal, la cual permite el empatamiento de fases requerido para el DFWM mientras que mantiene separados espacialmente a cada uno de los cuatro haces transmitidos por el CdTe después de haber interactuado. En la parte teórica se utilizó un sistema de ecuaciones diferenciales que modela el acoplamiento no lineal vectorial de cuatro ondas en un medio policristalino. Dicho sistema de ecuaciones fue incluido en el método de propagación de haces. Este método numérico fue utilizado para analizar la evolución de la polarización de la luz en el DFWM a lo largo de la interacción no lineal en el medio óptico. Se encontró que la polarización del pulso difractado depende de los haces de grabado. Además, el efecto de la polarización de cada haz de grabado sobre la polarización de la difracción es diferente, pues depende de la posición mutua entre los haces de grabado y el haz de prueba. Prácticamente, cualquier estado de polarización de la difracción puede ser obtenido a través de una elección adecuada de las polarizaciones de los haces de grabado y prueba. Se obtuvieron eficiencias de difracción mayores al 300%. Eficiencias tan altas fueron posibles por la estimulación del efecto de transferencia de energía transitoria (TET) entre los pulsos del DFWM. La TET es producida por las rejillas inducidas por TPA y por efecto Kerr electrónico. In this work we study experimentally and theoretically the degenerate four-wave mixing (DFWM) for both the scalar and the vectorial cases, using polycrystalline cadmium telluride (CdTe) as nonlinear medium and picosecond laser pulses at 1064 nm as light source. The induced effects by two-photon absorption (TPA) and electronic optical Kerr effect on the polarization states and intensities of the interacting pulses in the DFWM were studied. The investigation includes: 1) the polarization dependencies of the diffracted pulse with the polarizations and intensities of the three incident pulses, 2) the contributions to the DFWM process by the non-linearly induced absorptive and refractive gratings for different polarizations and intensities, and 3) the energy exchanges between the pulses of the DFWM as a function of the incident energies. The forward box configuration was used for the experimental setup, this configuration allows the required phase-matching condition for the DFWM while all the transmitted beams are spatially separated. In the theoretical work a system of differential equations modeling the nonlinear vectorial coupling of four wave mixing in polycrystalline media was used. This system of equations was included in the beam propagation method, such a numerical method was used to analyze the evolution of the light’s polarization in the DFWM through the nonlinear interaction in the optical media. We show that diffracted light polarization depends on the polarization of both recording beams, and the effect of each recording beam on the diffracted beam polarization is different depending on the mutual position of the recording beams and the probe beam. It was found that virtually any polarization of the generated beam could be obtained by proper choice of the recording and probe beam polarization. Transient energy transfer (TET) among the beams, arising from laser-induced gratings by TPA and electronic optical Kerr effect, generates up to 300% of diffraction efficiency. Self- and cross-phase modulation are responsible for the required phase shift between the intensity pattern and the refractive grating. The results show that the third-order nonlinearities of polycrystalline materials can be an effective, simple and low cost alternative to the use of single crystals. Furthermore, our results could be the base for the development of ultrafast and all-optical devices for the control of polarization and amplification of ultrashort laser pulses. | |
| CICESE | |
| 2017 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Graciano Armenta, G. A. 2017. Estudio del mezclado de cuatro ondas en un policristal de telururo de cadmio. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 105 pp. | |
| OPTICA NO LINEAL | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Graciano_Armenta_Gibraham_Alejandro_23_junio_2017.pdf | Versión completa de la tesis | 3.3 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |