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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3707| Investigation of coherent quantum effects in acetylene-filled microstructured fibers for interferometric applications Investigaciones de efectos cuánticos coherentes con acetileno contenido en fibras micro-estructuradas para aplicaciones en interferometría | |
| NAYELI CASILLAS RODRIGUEZ | |
| SERGUEI STEPANOV | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Interferometer, acetylene, HC-PCF, phase modulation Interferómetro, acetileno, HC-PCF, modulación de fase | |
| This thesis presents original results on the experimental and theoretical investigation of the possibility of application of linear and nonlinear coherent optical effects in acetylene (𝐶2𝐻2) contained in microstructured fibers in the spectral range 1520-1540 nm for high-resolution interferometric systems. In particular, the use of phase memory of optical transitions between two-levels for homodyne detection of sub-nanosecond optical phase modulations was proposed and investigated. Proof-of-principle experiments were reported using acetylene at low pressures (~0.4 Torr) contained in the hollow-core of a 2.4 m long photonic crystal fiber (HC-PCF), at the wavelength of the P9 absorption line of acetylene broadened by the Doppler effect (~500 MHz) and centered at ~1530.37 nm. Experimental results were in agreement with numerical simulations using the theoretical formalism of the Bloch equations. Similar experiments using an acetylene volume cell with powers in the few mW scales are presented and was shown the possibility of phase modulation detection with complicated speckle wavefronts. We also report the first experimental observation of the nonlinear effects of polarization hole burning and polarization self-rotation -PHB and PSR, respectively. The PSR effect is of particular interest because, in principle, it can be used to generate non-classical (compressed) states of light. Experiments were performed using a 1m long acetylene-filled HC-PCF cell using the acetylene transitions P9, P7 (~1529.18 nm), P5 (~1528.01 nm), and P3 (~1526.87 nm). The effects were analyzed using a theoretical model where acetylene molecules are considered classical gyrators (circular oscillators) with optical saturation and random orientations. Esta tesis presenta resultados originales sobre la investigación experimental y teórica de la posibilidad de aplicación de efectos ópticos coherentes lineales y no-lineales en el acetileno (𝐶2𝐻2) contenido en fibras micro estructuradas en el rango espectral 1520-1540 nm sistemas interferométricos de alta resolución. En particular, se propuso e investigó el uso de la memoria de fase de las transiciones ópticas entre dos niveles de energía para la detección homodina de modulaciones de fase óptica de sub-nanosegundos. Se reportaron los experimentos de prueba de principio usando el acetileno a bajas presiones (~0.4 Torr) contenido en el núcleo hueco de una fibra de cristal fotónico (HC-PCF) de 2.4 m de longitud, y la longitud de onda de la línea de absorción P9 del acetileno ensanchada por el efecto Doppler (~500 MHz) y centrada a ~1530.37 nm. Los resultados experimentales estuvieron en concordancia con las simulaciones numéricas usando el formalismo teórico de las ecuaciones de Bloch. Se presentan experimentos similares usando una celda de volumen con acetileno con potencias en la escala de décimas de mW y se mostró la posibilidad de detección de modulación de fase con frentes de onda complicados de tipo speckle. También se reporta la primera observación experimental de los efectos no-lineales de quemado de huecos de polarización y de autorrotación de la polarización -PHB y PSR, respectivamente. El efecto de PSR presenta un interés especial porque, en principio, se puede usar para la generación de estados no-clásicos (comprimidos) de luz. Los experimentos se realizaron utilizando una celda de HC-PCF rellena de acetileno de 1m de longitud usando las transiciones del acetileno P9, P7 (~1529.18 nm), P5 (~1528.01 nm) y P3 (~ 1526.87 nm). Los efectos fueron analizados usando un modelo teórico donde las moléculas de acetileno son consideradas como giradores (osciladores circulares) clásicos con saturación óptica y orientaciones aleatorias. | |
| 2022 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Casillas Rodríguez, N. 2022. Investigations of coherent quantum effects in acetylene contained in microstructured fibers for applications in interferometry. Thesis Doctor of Science. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 136 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| tesis_Nayeli Casillas Rodríguez_22 abril 2022.pdf | Versión completa de la tesis | 3.23 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |