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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3702| Implementación del método Monte Carlo-Metrópolis con recocido simulado para el diseño de cristales aperiódicamente polarizados que permitan la generación de súpercontinuo Implementation of Monte Carlo-Metropolis with simulated annealing for the design of aperiodically poled crystals that allow the generation of supercontinuum | |
| ELIER RAMOS ISRADE | |
| KARINA GARAY PALMETT ROGER SEAN CUDNEY BUENO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Cuasi-empatamiento de fases, cristales no lineales, optimización, conversión paramétrica descendente quasi-phase matching, non-linear crystals, optimization, parametric down conversion | |
| Los medios ferroeléctricos no lineales como el niobato de litio (LiNbO3) y el tantalato de litio (LiTaO3) permiten la conversión de luz de manera sintonizable a través de la técnica de cuasi-empatamiento de fases, la cual consiste en alternar el signo del coeficiente no lineal a lo largo del medio (modulación de la no linealidad) ya sea de manera periódica, con chirp o aperiódica. Uno de los procesos de conversión, conocido como conversión paramétrica descendente (PDC, por sus siglas en inglés), conlleva a la generación de espectros de emisión con ancho espectral amplio y continuo (mayores a 10 nm), llamados súpercontinuos. En este trabajo de tesis se estudió teóricamente el proceso de PDC, considerando las tres modulaciones antes mencionadas. Con modulaciones periódicas, la implementación de PDC con un bombeo sintonizado en la longitud de onda de cero dispersión de segundo orden del cristal, es posible la generación de señales con espectros cuyo ancho de banda puede llegar a ser superior a los 600 nm. Sin embargo, esta técnica no ofrece flexibilidad de sintonización porque está limitada a las propiedades lineales del medio, razón por la cual la mayoría de estas fuentes se encuentran sintonizadas en el infrarrojo. Por otro lado, las modulaciones con chirp permiten de manera sencilla la generación de anchos espectrales sintonizables, y que pueden ser llevados a un régimen experimental bajo un sistema de compensación, pero tienen el inconveniente de que los espectros resultantes presentan oscilaciones que no son fáciles de suprimir. En este proyecto de investigación, se propuso una metodología de optimización basada en Monte Carlo-Metropolis con recocido simulado que permite definir diseños de cristales con modulación aperiódica que conlleven a la generación de paquetes de onda en estado de fotón individual que exhiban espectros de banda ancha y características temporales deseables. Para el estudio se consideró como material LiNbO3 y se estudiaron diferentes configuraciones que involucran características espectrales particulares de la fuente de bombeo y las señales de generación. Adicionalmente en el modelo se incluyeron los efectos de la temperatura y defectos derivados del proceso de fabricación, sobre los espectros de generación y la tasa de generación. Particularmente, se presenta un diseño de cristal aleatorio que permite la generación de estados de fotón individual con ancho de banda amplio y limitados en transformada de Fourier. La caracterización... Non-linear ferroelectric mediums like lithium niobate (LiNbO3) and lithum tantalate (LiTaO3) allow tunable light conversion by using the quasi-phase matching technique, which consist on alternating the sign of the nonlinear coefficient through-out the medium (modulation of the non-linearity), which can be periodic, with chirp or aperiodic. One of the conversion processes, which is known as parametric down conversion (PDC), leads to the generation of emission spectra with wide and continuous bandwidth (greater than 10 nm), called supercontinuum. In this thesis the PDC process was theoretically studied considering the three modulations formerly mentioned. With periodic modulations, the PDC implementation with a pump wavelength tuned to the second order zero-dispersion condition, it is possible the generation of signals with spectral bandwidths above 600 nm. However, this technique doesn’t offer tunable flexibility because it is limited to the medium linear properties, and because of it most of these sources emit in the infrared. On the other hand, chirp modulation allows in a simple way the generation of broadband tunable spectra, that could be implemented on an experimental regime under a compensation system, but have the inconvenient that the resulting spectra presents oscillations which cannot be easily suppressed. In these research project, an optimization methodology was proposed based on Monte Carlo-Metropolis with simulated annealing that allows to define crystal designs with aperiodic modulations that could generate wave-packets in one photon states that exhibit broad spectral bandwidth and temporal desirable properties. For the study was considered the material congruent LiNbO3 and were studied different configurations that involve particular pump sources and generation signals. Additionally, on the model there were included the effects of temperature and fabrication defects and the impact on the spectra and the generation rate. Particularly, a crystal with a random design is presented that allows the generation of one photon state with broad bandwidth that is Fourier transformed limited. The design characterization was made by using the Wigner function on the heralded one photon state. | |
| CICESE | |
| 2022 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Ramos Israde, E. 2022. Implementación del método Monte Carlo-Metrópolis con Recocido Simulado para el diseño de cristales aperiódicamente polarizados que permitan la generación de súpercontinuo. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 84 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| tesis_Elier Ramos Israde_05 abril 2022.pdf | Versión completa de la tesis | 4.13 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |