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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2464| Control de polarización en mezclado de cuatro ondas en cristales semiconductores con efecto Kerr óptico Polarization control in four-wave mixing in semiconductor crystals with optical Kerr effect | |
| Gibraham Alejandro Graciano Armenta | |
| Anatoly Khomenko | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Control de polarización, Efecto Kerr óptico, Mezclado degenerado de cuatro ondas, Cristal semiconductor cúbico, Generación de polarización cruzada | |
| En el presente trabajo se estudió la interacción de pulsos ultracortos en medios ópticos no lineales, con el propósito de desarrollar un nuevo método de control óptico de la polarización de la luz, bajo una configuración de mezclado de cuatro ondas. En los experimentos se utilizó un cristal semiconductor de CdTe, que posee efecto Kerr óptico significativo, es decir, un medio que varía su índice de refracción con la intensidad de la luz. Dicho cristal tiene estructura cristalina cúbica blenda de zinc, lo cual resulta en una anisotropía de su respuesta no lineal y por lo tanto en cambios importantes en la polarización de la luz dentro del medio. El desarrollo experimental fue realizado con un láser pulsado de picosegundos, en un esquema de mezclado degenerado de cuatro ondas en configuración de caja frontal. Para el análisis numérico se utilizó el método de propagación de haces (BPM), con las modificaciones necesarias para considerar la anisotropía inducida por efecto Kerr óptico en un cristal con estructura cristalina cúbica blenda de zinc. Tales modificaciones se basan en un sistema de ecuaciones vectoriales acopladas presentadas por Hutchings et al, (1997), para orientación arbitraria del cristal. Las características de no linealidad del cristal para usar en los cálculos numéricos, fueron medidas experimentalmente implementando el método del barrido en Z vectorial, que permitió por primera vez medir el parámetro de anisotropía σ del cristal de CdTe. Así como determinar su parámetro de birrefringencia inducida, por un ajuste de los datos experimentales y numéricos. Entre los resultados más importantes del trabajo, están los de la investigación de la dependencia de la polarización de luz difractada con la polarización de los haces que generan la rejilla en medio no lineal. Se mostró que una cierta configuración experimental permite obtener prácticamente cualquiera polarización de luz difractada, con un control de la polarización de los pulsos que graban de la rejilla. Se obtuvo una eficiencia de difracción de hasta 40% de luz con polarización paralela a la de los haces incidentes, mientras que un 25% fue para generación de luz con polarización cruzada. Estos resultados tienen aplicaciones potenciales en dispositivos ultrarrápidos con control totalmente óptico. In this work the ultrashort pulses interaction in nonlinear media was studied with the goal to develop a new method of optical control of the light polarization in four-wave mixing configuration. The experiments were performed with a semiconductor crystal CdTe, which has a significant optical Kerr effect, i.e., the crystal possesses a refractive index that varies with the light intensity. This cubic crystal has zinc-blende symmetry that results in the anisotropy of the nonlinear optical response and therefore the light polarization should be changed when the light propagates in the crystal. The experiments were achieved with a picosecond pulsed laser, in forward-box phase matching configuration for the three-pulse degenerate four-wave mixing. For numerical analysis we used the beam propagation method (BPM) adapted for Kerr media with zinc-blende crystalline symmetry. The modifications of BPM method were based on a system of vectorial coupled wave equations presented by Hutchings et al, (1997), for arbitrary crystal orientation. Nonlinearity characteristics of the crystal used in numerical calculations were measured experimentally by vectorial Z-scan method. In these experiments the parameter of anisotropy σ of CdTe crystal was measured for the first time. Also for the first time, the factor of induced birefringence was determined by adjustment of experimental and numerical data. The most important result of the work includes the investigation of the diffracted light polarization on the polarization of the pulses that generate the grating in the crystal. The configuration of optical scheme for four-wave mixing has been found that allows a complete optical control of the diffracted light polarization by the polarization of the recording light pulses. The diffraction efficiency up to 40% was measured when all the interacting pulses have the same polarization, while 25% diffraction efficiency was obtained for crosspolarized diffraction. The results of present work have potential applications in devices for ultrafast all-optical polarization control. | |
| CICESE | |
| 2011 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Graciano Armenta, G. A.2011.Control de polarización en mezclado de cuatro ondas en cristales semiconductores con efecto Kerr óptico.Tesis de Maestría en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.128 pp. | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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