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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4246| Estudio de las propiedades no lineales de un sistema con dos capas de nanopartículas metálicas embebidas en un dieléctrico Study of the nonlinear properties of a system with two layers of metallic nanoparticles embedded in a dielectric | |
| Cristian Camilo Barrero Jimenez | |
| Raúl Rangel Rojo | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Óptica no lineal, Z-scan, Nanopartículas, Refracción no lineal, Absorción no lineal. Nonlinear optics, Z-scan, Nanoparticles, Nonlinear refraction, Nonlinear absorption. | |
| En este trabajo de tesis se presenta el estudio de las propiedades ópticas lineales y no lineales de tres muestras de materiales nanoestructurados, compuestos por una matriz de dióxido de silicio con una capa de nanopartículas esféricas de plata, separada a distintas distancias de una segunda capa de nanopartículas esféricas de oro. Todas las muestras fueron fabricadas mediante implantación iónica en un acelerador Tandem. Las propiedades ópticas lineales se determinaron mediante espectrometría, mientras que las propiedades ópticas no lineales se estudiaron utilizando la técnica de barrido en z (Z-scan) con un láser de titanio-zafiro que genera pulsos de femtosegundos. Los resultados obtenidos mediante Z-scan para incidencia DF indican la presencia de refracción no lineal negativa, con índices de refracción no lineales de n2 = 0.112GW/cm2, n2 = 0.182GW/cm2 y n2 = 0.123GW/cm2 para las muestras 1, 2 y 3, respectivamente. Además, se evidenció una variación significativa en el índice de refracción entre las muestras, atribuida a los cambios en la distancia de separación entre las capas de nanopartículas. Para analizar el origen de la refracción no lineal observada, se empleó la técnica de Z-scan con inclusión de un chopper, encontrando que todas las muestras presentan una componente electrónica considerable de nelec 2 = 0.014GW/cm2, nelec2 = 0.022GW/cm2 y nelec2 = 0.016GW/cm2. Adicionalmente, se realizó un estudio numérico en el que se encontró que estas configuraciones de capas de nanopartículas pueden exhibir comportamientos no recíprocos en absorción no lineal. Para corroborar experimentalmente este fenómeno, se utilizó la técnica de Z-scan en ambas direcciones de incidencia, observándose que la muestra 2 exhibe un comportamiento no recíproco a altas intensidades, presentando absorción saturable en la dirección DF y ausencia de absorción no lineal en la dirección DB. En cuanto a la refracción no lineal, también se observó un comportamiento no recíproco en las muestras, obteniéndose valores del índice de refracción de n2 = 0.134GW/cm2, n2 = 0.149GW/cm2 y n2 = 0.095GW/cm2 para incidencia DB. In this thesis work, the study of the linear and nonlinear optical properties of three samples of nanostructured materials is presented. These materials consist of a silicon dioxide matrix with a layer of spherical silver nanoparticles, separated at different distances from a second layer of spherical gold nanoparticles. All the analyzed samples were fabricated using the ion implantation technique in a Tandem accelerator. The linear optical properties were determined by spectrometry, while the nonlinear optical properties were studied using the Z-scan technique with a titanium-sapphire laser that generates femtosecond pulses. The results obtained from the Z-scan for DF incidence indicate the presence of negative nonlinear refraction, with nonlinear refractive indices of n2 = 0.112GW/cm2, n2 = 0.182GW/cm2, and n2 = 0.123GW/cm2 for samples 1, 2, and 3, respectively. Furthermore, a significant variation in the refractive index among the different samples was observed, attributed to changes in the separation distance between the nanoparticle layers. To analyze the origin of the observed nonlinear refraction, the Z-scan technique with the inclusion of a chopper was employed, finding that all samples exhibit a considerable electronic component of nelec 2 = 0.014GW/cm2, nelec 2 = 0.022GW/cm2, and nelec 2 = 0.016GW/cm2. Additionally, a numerical study was conducted, which found that these configurations of nanoparticle layers can exhibit non-reciprocal behavior in nonlinear absorption. To experimentally corroborate this phenomenon, the Z-scan technique was used for both incidence directions, revealing that sample 2 exhibits non-reciprocal behavior at high intensities in nonlinear absorption, showing saturable absorption in the DF direction and the absence of nonlinear absorption in the DB direction. Regarding nonlinear refraction, a non-reciprocal behavior was also observed in the samples, obtaining refractive index values of n2 = 0.134GW/cm2, n2 = 0.149GW/cm2, and n2 = 0.095GW/cm2 for DB incidence. Keywords: Nonlinear | |
| CICESE | |
| 2025 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Barrero Jimenez, C.C. 2025. Estudio de las propiedades no lineales de un sistema con dos capas de nanopartículas metálicas embebidas en un dieléctrico. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 109 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Cristian Camilo Barrero Jiménez_2025.pdf | Descripción completa de la tesis | 5.73 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |