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Nonlinear acousto-optics: improvements in optical spectrum analysis
ADAN OMAR ARELLANES BERNABE
ALEXANDER SHCHERBAKOV
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Acousto-optical effects
Non-linear acousto-optics
Acousto-optical filters
Multi-phonon light scattering
In this work, the non-linear acousto-optical interaction is studied for the collinear and the non-collinear cases. First, a non-linear regime of the collinear acoustooptical interaction is considered with acoustic waves of finite amplitude considering the acoustic loses in a crystalline acousto-optical cell. The results of this analysis were confirmed first in a calcium molybdate (CaMoO4) acoustooptical cell. After this, the results were extrapolated to predict the performances of a lithium niobate (LiNbO3) acousto-optical cell oriented to the application in astrophysical spectroscopy near the ultraviolet range. This material, specifically, was in need of further analysis due to known phenomena within it that could affect the capabilities of such cell. Then, the non-collinear acousto-optical interaction is studied for the multiphonon light scattering in the Bragg regime. This regime allows only two possible cases of multiphonon light scattering, namely, the two- and three-phonon acoustooptical interaction. Together with this, a specific degree of freedom for this acousto-optical interaction is introduced to regulate the acoustic frequency necessary for the interaction to occur. The multiphonon light scattering was theoretically analyzed and experimented in two different crystals; calomel (Hg2Cl2) for the two-phonon interaction and tellurium dioxide (TeO2) for the three-phonon case.
En este trabajo se estudia la interacción acusto-óptica no-lineal para los regímenes colineal y no-colineal. Primero, un régimen no-lineal de la interacción acustoóptica colineal está bajo consideración con ondas acústicas de amplitud finita tomando en cuenta las pérdidas acústicas en una celda acusto-óptica cristalina. Los resultados de este análisis fueron confirmados primero en una celda acustoóptica de molibdato de calcio (CaMoO4). Luego de esto, los resultados fueron extrapolados para predecir el desempeño de una celda acusto-óptica de niobato de litio (LiNbO3) encaminada a su aplicación en espectroscopía astrofísica cerca del rango ultravioleta. Este material en particular, necesitó de un análisis más profundo debido a fenómenos conocidos en él que podrían afectar las capacidades de una celda de este material. Después, la interacción acusto-óptica no colineal se estudió para el esparcimiento multifonón de luz en el régimen de Bragg. Este régimen sólo permite dos posibles casos, la interacción acusto-óptica de dos y de tres fonones. Junto con esto, un grado de libertad específico de esta interacción acusto-óptica se introdujo para regular la frecuencia acústica necesaria para que ocurra la interacción. El esparcimiento multifonón de luz se analizó teoréticamente en dos cristales diferentes; cloruro de mercurio (Hg2Cl2) para el caso de la interacción de dos fonones y dióxido de telurio (TeO2) para el caso de tres fonones.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2016-11
Tesis de doctorado
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Arellanes-Bernabe A.O.
ÓPTICA
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acceptedVersion - Versión aceptada
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