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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1586| Propagación y esparcimiento de luz en sistemas con geometrías confinantes Light propagation and scattering in confined systems | |
| HECTOR IGOR PEREZ AGUILAR | |
| EUGENIO RAFAEL MENDEZ MENDEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Esparcimiento de luz,Propagación de ondas,Guías de onda | |
| Se presenta un estudio teórico y experimental de la propagación y esparcimiento de luz difusa a través de sistemas con geometrías confinantes, tales como rendijas y guías de onda con estrechamientos. De interés especial es la posibilidad de encontrar efectos de cuantización en la transmitancia de este tipo de sistemas. Los efectos de cuantización se revelan por la forma escalonada de las curvas de transmitancia en función de las dimensiones de la abertura de la rendija o de la sección estrecha de la guía, lo cual contrasta con la dependencia lineal que se podría esperar con base en argumentos de óptica geométrica. En la parte experimental, exploramos un par de técnicas para adelgazar fibras ópticas multimodales mientras se monitoreaba la intensidad de la luz transmitida por ellas. En la primera se aplica calor para reblandecer una pequeña zona de la fibra mientras ésta se tensiona. En la segunda, el adelgazamiento se produce atacando químicamente la superficie de la fibra. Los resultados obtenidos muestran que la transmitancia en función del tiempo puede presentar fluctuaciones bruscas y regulares. Aunque estas fluctuaciones hacen plausible la presencia de efectos de cuantización de la transmitancia en los sistemas estudiados, los resultados no son concluyentes al respecto. Para los estudios teóricos, desarrollamos un par de herramientas computacionales. La primera, conocida como el método de la ecuación integral, fue utilizada para estudiar la transmisión de luz difusa a través de rendijas metálicas y de conductor perfecto. La segunda, conocida como el método del propagador de la matriz R, se utilizó para el estudio de guías de onda dieléctricas con estrechamientos y rugosidad. Los resultados para rendijas metálicas muestran la presencia de efectos de cuantización de la transmitancia para el caso de iluminación con polarización s, pero no para polarización p. Encontramos que la rugosidad superficial puede modificar de manera significativa las curvas de transmitancia, produciendo resultados que son cualitativamente similares a los encontrados con las fibras adelgazadas con ácido. La iluminación cónica, o fuera del plano, suaviza las curvas de transmitancia y enmascara los efectos buscados. Para guías de onda dieléctricas, encontramos que los efectos de cuantización se presentan con ambas polarizaciones. We present a theoretical and experimental study of the propagation and scattering of diffuse light through confined systems, such as slits and waveguides with constrictions. Of special interest is the possibility of finding quantization effects in the transmittance of this kind of systems. The quantization effects are revealed by the staircase-like form of the transmittance curves as functions of the dimensions of the slit opening or the narrow section of the waveguide, which contrasts with the linear dependency that one would expect on the basis of geometrical optics. We explored a pair of experimental techniques to thin multimodal optical fibers while monitoring the intensity of the light transmitted by them. In the first one, a small zone of the fiber was heated and softened while the fiber was under tension. In the second one, the thinning was achieved by attacking chemically the surface of the fiber. The results show that, as a function of time, the transmittance can present abrupt and regular fluctuations. Although these fluctuations might indicate the presence of quantization effects in the studied systems, the results are not conclusive on the matter. For the theoretical studies, we implemented a pair of computational tools. The first one, known as the integral equation method, was used to study the transmission of diffuse light through metallic and perfectly conducting slits. The second one, known as the R-matrix propagator method, was used to the study dielectric waveguides with narrowings and roughness. The results for metallic slits show that the quantization effects of the transmittance are present for the case of illumination with s polarization, but not with p polarization. We find that surface roughness can modify the transmittance curves significantly, producing results that are qualitatively similar to the ones found with the fibers thinned with acid. The effect of using conical or out-of-plane illumination is to smooth out the transmittance curves and mask the effects sought. For dielectric waveguides, we found that the quantization effects appear with both polarizations. For gradual taperings, the shape of the theoretical curves approaches the behavior observed in the experimental results for fibers stretched under heating. | |
| CICESE | |
| 2009 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Pérez Aguilar, H.I.2009.Propagación y esparcimiento de luz en sistemas con geometrías confinantes.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.126 pp. | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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