O documento descreve experimentos de espectroscopia coerente em vapor atômico de rubídio usando um laser de pulsos ultracurtos com taxa de repetição de 1 GHz. Dois métodos experimentais são apresentados: espectroscopia seletiva em velocidades e espectroscopia com a taxa de repetição. Os resultados experimentais são comparados com um modelo teórico baseado nas equações de Bloch, mostrando bom acordo.
ATIVIDADE 1 - ESTRUTURA DE DADOS II - 52_2024.docx
Espectroscopia coerente em vapor atômico usando um trem de pulsos ultracurtos com 1 GHz de taxa de repetição
1. Espectroscopia coerente em vapor atômico usando um trem de pulsos ultracurtos com 1 GHz de taxa de repetição Marco Polo Moreno de Souza Orientadora: Sandra S. Vianna 30 de agosto de 2011
2. Objetivo Estudar o efeito do trem de pulsos de um laser de femtossegundos, com taxa de repetição de 1 GHz, nas transições hiperfinas em um vapor de rubídio. Apresentamos os resultados através de duas técnicas: espectroscopia seletiva em velocidades e espectroscopia com a taxa de repetição.
3. Sumário O trem de pulsos e o sistema atômico Esquema experimental Espectroscopia seletiva em velocidades Modelo teórico e discussão Espectroscopia com a taxa de repetição Conclusões
4. Trem de pulsos é a frequência da onda portadora. é o intervalo entre os pulsos (inverso da taxa de repetição). é a envoltória de um único pulso. Números do nosso laser: é uma fase adquirida devido aos elementos ópticos da cavidade do laser.
14. Esquema experimental Potência do laser de diodo = 10 W = 780 nm Potência média do laser de fs = 300 mW = 780 nm ou 795 nm
15. Esquema experimental Potência do laser de diodo = 10 W = 780 nm Potência média do laser de fs = 300 mW = 780 nm ou 795 nm
16. Esquema experimental Potência do laser de diodo = 10 W = 780 nm Potência média do laser de fs = 300 mW = 780 nm ou 795 nm
17. Espectroscopia seletiva em velocidades O laser de Ti:safira tem sua taxa de repetição fixa, enquanto a frequência do laser de diodo é variada em torno da ressonância Doppler. Frequência da ressonância atômica:
21. Modelo teórico Formalismo da matriz densidade Equações de Bloch Hamiltoniano
22. Modelo teórico Consideraremos apenas os modos do pente de frequências que caem dentro do perfil Doppler. Dividiremos o sistema em dois casos: quando existe um modo em ressonância com a transição 𝑎 𝑐 e com 𝑏 𝑐. Resolvemos as equações de Bloch separadamente e adicionamos as soluções. Para o regime estacionário, encontramos para a população do estado 𝑎:
27. Espectroscopia com a taxa de repetição Nesse caso o laser de diodo tem sua frequência travada, em ressonância com algum grupo de velocidade. Enquanto isso a taxa do laser de Ti:safira é variada.
28. Conclusões Mostramos que processos como bombeamento óptico entre níveis hiperfinos do Rb podem ser bem resolvidos usando um laser de femtossegundos de 1 GHz. A boa concordância entre resultados teóricos (numéricos e analíticos) e experimentais indicam que o bombeamento óptico é bem descrito pela interação entre o vapor atômico e o pente de frequências.