Tesis doctoral de Can Yao
Los medios desordenados con índices de refracción variables se pueden encontrar en la atmósfera, el océano, en muchos materiales o tejidos biológicos. Varias tecnologías que hacen uso de dichos medios como la formación de imágenes, la comunicación vía satélite, la astronomía o la microscopía, deben afrontar la dispersión o difusión de la luz. Por este motivo la propagación de la luz a través de medios aleatorios ha sido investigada exhaustivamente desde hace muchos años. Se han descubierto y estudiado fenómenos como el moteado, la retrodispersión coherente o el láser aleatorio. Recientemente, se están empezando a investigar varios mecanismos que permiten controlar la propagación de la luz a través de tales medios para aumentar la transmisión y mejorar el enfoque de la luz. por otra parte, se conoce desde hace tiempo que las estructuras aleatorias no lineales son capaces de generar luz en un rango de frecuencia ultra-ancha, sin la necesidad de sintonización de ángulo o temperatura. Es interesante la difusión no lineal de luz observada en materiales que no cambian su índice de refracción y que no presentan difusión a la propagación lineal de la luz. Sin embargo, aún no se ha dado una explicación completa de la dispersión que se produce cuando tiene lugar una interacción no lineal. el núcleo de la tesis se centra en el estudio de la generación y la propagación de luz no lineal en estructuras cristalinas con dominios no lineales desordenados pero con un índice de refracción homogéneo. Una distribución aleatoria de dominios no lineales se puede encontrar en el cristal ferroeléctrico de estroncio-bario-niobato (sbn). A diferencia de otros cristales no lineales monodominio, de uso común para la conversión ascendente de frecuencia, tales como el fosfato de potasio titanil (ktp) o el niobato de litio (linbo3), en el sbn el tamaño de dominio no lineal es típicamente del orden de la longitud de coherencia o más pequeño que el tamaño del cristal. Tales dominios son por lo general mucho más largos en la dirección del eje c en comparación con la dimensión en el plano perpendicular a ese eje. Dominios adyacentes exhiben polarización antiparalela a lo largo de dicho eje cristalino sin cambio en el índice de refracción. en el capítulo 1 se proporciona una breve introducción a la generación y la propagación de la luz en medios aleatorios, describiendo los fenómenos de moteado, manipulación de la luz y generación de segundo armónico (shg). en el capítulo 2, se estudia la generación y la manipulación de luz no lineal a partir de un cristal transparente sbn. En su descripción teórica la shg de cada dominio se obtiene usando el formalismo de la función de green. En los experimentos, se altera la estructura del dominio ferroeléctrico del cristal sbn por polarización del campo eléctrico o tratamiento térmico a diferentes temperaturas. Las estructuras cristalinas sbn después de tales tratamientos se caracterizan por sus patrones de shg. en el capítulo 3, mediante la medida de la distribución espacial del segundo armónico en el plano c, se demuestra que la aleatoriedad de la susceptibilidad no lineal resulta en un patrón moteado. Se explican teóricamente las observaciones presentadas como resultado de la interferencia lineal entre las ondas de segundo armónico generadas en todas las direcciones por cada uno de los dominios no lineales. en el capítulo 4, se describe el montaje experimental planteado para controlar y enfocar el moteado shg del cristal aleatorio sbn por medio del método de modulación de fase del frente de onda (mffo). Finalmente se realiza un análisis teórico para aumentar las eficiencias del enfoque de luz no lineal en diferentes direcciones por el método mffo. Se consideraron diversos tipos de estructuras no lineales como un cristal homogéneo rectangular, un grupo de dominios aleatorios y la combinación de ambos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Light generation and manipulation from nonlinear randomly distributed domains in sbn«
- Título de la tesis: Light generation and manipulation from nonlinear randomly distributed domains in sbn
- Autor: Can Yao
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 25/06/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jordi Martorell Pena
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Jorge Bravo abad
- adolfo Esteban martín (vocal)
- (vocal)
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