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Dynamic holography recording in rubidium vapor
OLENA BENAVIDES
NIKOLAI KORNEEV ZABELLO
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Holographic
Holographic interferometer
Nonlinear optics
Rubidium
We investigate the nonlinear refraction and absorption related to holographic writing in rubidium vapor at resonance with 87Rb D2 transition. The numerical model based on time-dependent density matrix formalism is used. The theory adequately describes nonlinear optical rotation and absorption at light intensities in 0.1− 30mW / cm2 range. We discuss two principal mechanisms. The first is based on absorption grating writing and another grating formation mechanism based on Faraday rotation. It is promising for applications because it gives phase holograms with higher diffraction efficiency. The theory for both cases was developed. The basic configurations for obtaining amplitude and phase gratings for nearly equal frequencies of writing beams are investigated experimentally, and the writing time is estimated. We also proposed a rapid solution algorithm for the calculation of the full density matrix evolution for a multi-level atom. The calculation principle is similar to the split-step algorithm widely used for modeling the nonlinear propagation in media with Kerr-type nonlinearity. The spectrum of nonlinear Faraday rotation in the D2 natural rubidium line is calculated and compared with the experiment. Good agreement is obtained.
Investigamos la refracción y la absorción no lineales relacionadas con el tiempo de grabado de holograma en el vapor de rubidio en la resonancia con la transición de 87Rb D2. Utilizamos el modelo numérico basado en el formalismo de la matriz de densidad dependiente del tiempo. La teoría describe adecuadamente la rotación no lineal y la absorción de la luz en el rango de intensidades de 0.1− 30mW / cm2 . En este trabajo también discutimos los dos principales mecanismos de grabado de hologramas. El primero está basado en la escritura de rejilla de absorción y el otro en el mecanismo de formación de rejilla basado en la rotación del Faraday. Este mecanismo es útil para aplicaciones porque se obtienen hologramas de fase de alta eficiencia. Desarrollamos la teoría para ambos casos. Investigamos experimentalmente las configuraciones básicas para la obtención de rejillas de amplitud y de fase para frecuencias iguales a las haces de grabado y estimamos el tiempo de grabado. También proponemos un algoritmo de solución rápido para el cálculo de la evolución completa de la matriz de la densidad para un átomo de niveles múltiples. El principio de cálculo es similar al algoritmo de división por paso (ver el capítulo 5) extensamente usado para modelar la propagación no lineal en medios con la no linealidad de Kerr. Calculamos el espectro no linear de la rotación de Faraday en la línea D2 del rubidio y comparamos con el experimento. Obtenemos el buen acuerdo de la teoría con el experimento.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2009-09
Tesis de doctorado
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Olena-Benavides
ÓPTICA
Versión aceptada
acceptedVersion - Versión aceptada
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