Geração de harmônicos em interfaces com pulsos de femtossegundos : Influência dos processos não lineares e da banda espectral do pulso.

Resumo

A conversão de frequência usando processos ópticos não lineares tem sido bastante estudada sob o ponto de vista de conceitos fundamentais e em termos de novas aplicações desde o advento dos primeiros laseres. Mais recentemente, com o desenvolvimento de laseres de pulsos ultracurtos, os fenômenos ópticos não lineares passaram a ser mais facilmente observados e estudados. Uma das propriedades fundamentais do pulso ultracurto de femtossegundo (fs) é a curta duração temporal, mas também temos que destacar a alta intensidade e a ampla banda espectral. Essas propriedades podem ser exploradas em diferentes aplicações como na geração de novas frequências e formatação de pulso, baseadas na alta potência de pico e na banda espectral do pulso, respectivamente.Neste projeto apresentamos algumas propostas de estudo da influência dos pulsos de fs na conversão de frequência em diferentes materiais e em diferentes interfaces. Esse estudo foi motivado por resultados recentes obtidos na geração de terceiro harmônico (GTH) em interfaces. Observamos que a intensidade e o espectro afetam o sinal de GTH. Mas muitos desses resultados ainda não foram totalmente compreendidos. Nossos primeiros estudos da GTH com a técnica de varredura-z usando pulsos de fs mostraram efeitos interessantes de interferência espectral devido à banda larga do pulso de fs, bem como, observamos a contribuição das interfaces nesse processo de terceira ordem. Acreditamos que, em certo grau, esses efeitos também ocorrem em outros processos não lineares e aparecem em diferentes técnicas experimentais além da técnica de varrredura-z com GTH. Como sabemos, a técnica de varredura-z é muito utilizada para investigar não linearidades absortivas e refrativas em diferentes tipos de materiais devido à sua simplicidade e precisão, mas existem outras técnicas experimentais importantes que podem fornecer informações complementares que a técnica de varredura-z não fornece. Dentre algumas técnicas que pretendemos usar estão a geração de terceiro harmônico não colinear, geração de outros harmônicos, mistura de quatro ondas, entre outras. Acreditamos que esta investigação de processos não lineares em interfaces com diferentes técnicas, olhando para a intensidade e o espectro, abrirá um novo campo de estudo para o entendimento de conceitos fundamentais e caracterização de materiais. Além disso, pretendemos investigar a influência da fase espectral usando técnicas de formatação de pulsos adequadas.