Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3321| Estudio de las propiedades ópticas lineales y nolineales de materiales hiperbólicos basados en sistemas multicapa Study of the linear and nonlinear propertis of hyperbolic materials based in multilayered sistems | |
| FERNANDO ARTURO ARAIZA SIXTOS | |
| Raúl Rangel Rojo | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Óptica Nolineal, Materiales Hiperbólicos, Permitividad Casi Cero Nonlinear Optics, Hyperbolic Materials, Epsilon Near Zero | |
| En este trabajo de tesis se presenta el diseño, fabricación y estudio de las propiedades ópticas de materiales hiperbólicos basados en nanolaminados de capas alternadas de un metal Ru y un dieléctrico TiO2 . Las muestras fueron producidas por la técnica de Depósito de Capas Atómico (ALD), cuyas dimensiones fueron calculadas para producir un punto de Permitividad Casi Cero cerca de 800 nm, con el fin de coincidir con el láser de femtosegundos que se usó para el estudio de sus propiedades no lineales. Las propiedades ópticas lineales se midieron utilizando espectrofotometría y elipsometría espectrográfica. Las propiedades ópticas no lineales se estudiaron utilizando la técnica de barrido en z (z-scan) con un láser de Titanio-Zafiro pulsado de femtosegundos. Los resultados del barrido en z confirman la presencia de efectos nolineales en el sistema multicapas a pesar de tener un ancho aproximado de 100 nm, encontrando para la refracción nolineal un índice positivo n2 = 0,208 ± 0,013 cm2/GW y para la absorción nolineal un coeficiente negativo β = −3,21 ± 0,07 × 105 cm/GW. Por otro lado, aunque al usar pulsos de fs se minimiza la contribución de posibles efectos térmicos a la respuesta del material, una absorción finita y la alta tasa de repetición de los pulsos, hacen posible la contribución de efectos térmicos acumulados de pulso a pulso, que necesita ser cuanTIficada. Para hacerlo, se modifica la técnica del z-scan añadiendo un cortador de haz que permite variar la carga térmica a la muestra, manteniendo la irradiancia pico constante. Mediante esta técnica, se consiguió separar las componentes electrónica y térmica a la respuesta nolineal, obteniéndose n electrónica 2 = 0,084 cm2/GW y n térmica 2 = 0,178 cm2/GW, la suma de ambas respuestas nos da un valor consistente con el que se encontró anteriormente. In this thesis work we will present the design, fabrication and study of the optical properties of hyperbolic materials based on multilayered metal-dielectric Ru/TiO2 structures. The samples were fabricated using the Atomic Layer Deposition technique, the width of the layers was calculated to generate a point of Epsilon Near Zero near 800 nm, to match the femtosecond laser used to study the nolinear response. The linear optical properties were studied using Spectrophotometry and Ellipsometry. The nonlinear response was studied usint the z-scan technique with a femtosecond pulsed Titanium-Sapphire laser. The z-scan confirms the existance of nonlinear response in our multilayered structure eventhough its total width is around 100 nm, and we measured a nonlinear index of refraction n2 = 0,208 ± 0,013 cm2/GW and a nonlinear absorption coefficient β = −3,21 ± 0,07 × 105 cm/GW. On the other hand, although using fs pulses minimizes the posible contribution of thermic effects to the nonlinear response, the existance of linear absorption and the high repetition rate of the pulses makes possible the existance of a acumulated thermic effect, that needs to be quantified. To do so, the z-scan technique is modified and a chopper is added to variate the thermal load in the sample, mantaining the peak irradiance constant. Using this method, the thermal response was succesfully separated from the electronic response, obtaining n electronic 2 = 0,084 cm2/GW y n thermal 2 = 0,178 cm2/GW, these results are consistent with the nonlinear index of refraction previously stated. | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Araiza Sixtos, F.A. 2020. Estudio de las propiedades ópticas lineales y nolineales de materiales hiperbólicos basados en sistemas multicapa. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 79 pp. | |
| OTRAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
Cargar archivos:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Tesis_FernandoArturoAraizaSixtos_03 nov 2020.pdf | Versión completa de la tesis | 5.83 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |