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Tipo do documento: Dissertação
Título: Propagação de feixes incoerentes em meios não lineares dissipativos
Autor: PEREIRA, Cícera Carla de Souza 
Primeiro orientador: OCAS, Albert Stevens Reyna
Primeiro coorientador: OLIVEIRA, Rafael Alves de
Primeiro membro da banca: CAVALCANTE, Hugo Leonardo Davi de Souza
Segundo membro da banca: ORIÁ, Marcos César Santos
Resumo: Padrões de speckles são distribuições de intensidade de luz, formados a partir da interação entre uma fonte de luz coerente e uma superfície (ou meio) irregular, que resulta em uma distribuição de vetores de onda com fases aleatórias. Desta forma, como a aleatoriedade tem um papel relevante na formação de padrões de speckles, sua caracterização, bem como a análise de diversos fenômenos ópticos excitados a partir deles, são estudados fazendo uso de ferramentas de análises estatísticas. Entre as ferramentas mais importantes, as funções de correlação de intensidade e a distribuição de probabilidade de intensidade fornecem informações indiretas sobre a coerência da fonte de excitação, o grau de espalhamento (ou aleatoriedade) do meio rugoso, além das propriedades ópticas do meio onde a radiação se propaga. Nesta dissertação são estudadas as mudanças que a estatística dos padrões de speckles sofrem quando se propagam em meios não lineares autodesfocalizadores, com a influência de diversos processos de absorção não linear. Para isto, foi utilizado o corante LDS722 diluído em etanol, como meio não linear, que, ao ser excitado com diferentes intensidades, apresenta os efeitos de absorção saturada de 1 fóton; absorção de 2 fótons; e absorção saturada de 2 fótons. Esses diferentes efeitos foram caracterizados através da técnica de Varredura Z. Para que a propagação não linear dos padrões de speckles seja submetido a influência de um (ou mais de um) efeito dissipativo (simultâneamente) foram gerados três padrões diferentes, com envoltórias de intensidade: (i) Gaussiano, (ii) super-Gaussiano e (iii) top-hat. Desta forma, observou-se que durante a propagação, se o padrão de speckles é afetado apenas por um único processo de absorção não linear, com envoltória de intensidade top-hat, suas propriedades estatísticas apresentam comportamentos diferentes aos padrões afetados por mais de um efeito de absorção não linear em simultâneo, com envoltórias de intensidade Gaussiano e super-Gaussiano. Os estudos realizados nesta dissertação apresentam, pela primeira vez na literatura, resultados sobre a influência dos diversos efeitos de absorção não linear sobre a propagação de padrões de speckles. Além disso, ao monitorar as mudanças nas propriedades estatísticas que os padrões de speckles sofrem ao longo da sua propagação, foi possível propor uma nova metodologia para analisar o efeito de autodeflexão induzido pela modulação do índice de refração não linear. Desta forma propomos o uso de padrões de speckles para a caracterização da resposta óptica não linear de diversos materiais.
Abstract: Speckle patterns are distributions of light intensity, formed from the interaction between a coherent light source and an irregular surface (or medium), which results in a distribution of wave vectors with random phases. In this way, as randomness plays a relevant role in the formation of spot patterns, their characterization, as well as the analysis of various optical phenomena excited from them are followed by making use of statistical analysis tools. Among the most important tools such as intensity intensity functions and the intensity probability distribution provide indirect information about the manipulation of the transmission source, the degree of scattering (or randomness) of the rough medium, in addition to the optical properties of the medium where the radiation propagates. In this dissertation, the changes that the statistics of speckle patterns suffer when they propagate in self-defocusing non-linear media, with the influence of several non-linear absorption processes, are studied. For this, the dye LDS722 diluted in ethanol was used as a non-linear medium, which, when excited with different intensities, presents the effects of absorption of 1 photon; 2 photon absorption; and absorption of 2 photons. These different effects were characterized using the Z-Scan technique. In order for the non-linear expression of the stain patterns to be influenced by one (or more than one) dissipative effect (simultaneously), three different patterns were generated, with intensity envelopes: (i) Gaussian, (ii) super-Gaussian and (iii) top hat. In this way, it is observed that during the controlled analysis, if the speckles pattern is affected only by a single non-linear absorption process, with top-hat intensity background, its statistical properties follow different behaviors to the patterns influenced by more than one effect simultaneous non-linear absorption with Gaussian and super-Gaussian intensity backgrounds. The studies carried out in this dissertation present, for the first time in the literature, results on the influence of the various non-linear absorption effects on the signaling of speckle patterns. Furthermore, by monitoring the changes in the statistical properties that the speck patterns undergo throughout their defensiveness, it was possible to propose a new methodology to analyze the self-deflection effect induced by the modulation of the non-linear refractive index. Therefore, we propose the use of speckles patterns to characterize the non-linear optical response of different materials.
Palavras-chave: Padrão de speckles
Análise estatística
Absorção não linear
Correlação de intensidade
Envoltórias de intensidade
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Física
Citação: PEREIRA, Cícera Carla de Souza. Propagação de feixes incoerentes em meios não lineares dissipativos. 2023. 106 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Física) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Cabo de Santo Agostinho.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8923
Data de defesa: 16-Fev-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Física

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