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Optical weak measurements in the study of gaussian beam shift phenomena : O uso de medidas fracas ópticas no estudo de fenômenos associados a desvios de feixes gaussianos

Gabriel G. Maia

Published Jan 1, 2018• 0 citations
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Medição fraca do deslocamento Goos-Hänchen próximo do ângulo crítico para reflexão interna total

Octávio J. S. Santana

m feixe de luz, apos sofrer uma reexao em uma interface plana, e deslocado do caminho previsto pela otica geometrica. Este desvio do feixe e muito pequeno, tipicamente da ordem do comprimento de onda da luz, que e muito menor do que o tamanho do feixe. Portanto, e dificil de se medir. A tecnica de medicao fraca optica tem sido utilizada com sucesso em investigacoes de deslocamentos de feixe, tal como o deslocamento Goos-Hanchen (GH) e o deslocamento Imbert-Fedorov (IF) (esses sao deslocamentos longitudinal e perpendicular ao plano de incidencia, respectivamente). Em uma medicao fraca, o sistema de medida e projetado sobre um determinado estado nal (pos-selecao), quase ortogonal ao estado inicial (pre-selecao), dando origem a um valor fraco que pode assumir valores muito grandes (amplicados). Nesta dissertacao estudamos experimentalmente o deslocamento Goos-Hanchen de um feixe gaussiano focalizado ao sofrer reexao interna total em um prisma via medida fraca. Investigamos este efeito em torno do ângulo critico c para reflexao interna total. Nosso experimento demonstra pela primeira vez que ha uma dependencia axial do valor fraco que tem que ser levado em conta, alem de um fator fenomenologico na equacao de correcao do valor fraco. Comparacoes entre os dados com e sem o fator fenomenologico foi feita, mostrando que ao utilizar esse fator, nossos resultados experimentais mostram um excelente acordo com a previsao teorica Abstract

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As armadilhas magneto-ópticas resfriam e aprisionam átomos em uma determinada região, formando nuvens de átomos frios. Conforme a configuração da armadilha, pode-se obter nuvens em diferentes geometrias, como esféricas ou em forma de anel. As armadilhas tem uma grande gama de aplicações, como a construção de relógios atômicos, a obtenção do condensado de Bose-Einstein e o estudo de colisões, no qual a geometria em anel se torna interessante para o estudo em baixas dimensões. Para conhecer os parâmetros da armadilha é necessário fazer sua caracterização. Parâmetros adequados permitem otimizar a armadilha e melhorar a performance da mesma. O objetivo de nosso trabalho é estudar o comportamento do movimento dos átomos e das forças que atuam sobre eles ao variar alguns parâmetros da armadilha, como por exemplo o gradiente de campo magnético, a dessintonia entre a frequência do laser e da transição atômica, a intensidade dos feixes laser e o perfil de intensidade dos feixes. Utilizando o método de integração de Runge- Kutta, apresentaremos simulações da trajetória de um átomo aprisionado e o raio da órbita variando os mesmos parâmetros da armadilha anteriormente citados. Na literatura encontra-se a descrição da força exercida sobre os átomos aprisionados com feixes laser de perfil gaussiano na configuração tradicional e também com um pequeno desalinhamento. A partir da dedução da força sobre os átomos aprisionados com feixes laser de perfil gaussiano, apresentaremos algumas considerações feitas para encontrar a força que atua sobre os átomos com feixes de perfil não gaussiano e simulações realizadas nesta nova consideração. Desta forma, poderá se verificar se existe a possibilidade de aprisionar átomos com feixes de outros perfis de intensidade.

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Espectroscopia de dupla ressonância óptica em cálcio

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Este trabalho consiste em estudar a fraca transição 1 S 0 -3 P 1 do cálcio em um feixe atômico.Essa transição de intercombinação em 657 nm é promissora para um padrão unificado de comprimento, tempo e frequência.A sua detecção óptica diretamente é dificultada por ser uma transição fraca, i.e, com baixa taxa de espalhamento (γ ≈ 2000 s -1 ).Como o cálcio possui uma forte transição ( 1 S 0 -1 P 1 ) que compartilha o mesmo nível fundamental com essa transição fraca, podemos observar que quando dois lasers estão acessando ambas as transições o sinal de fluorescência da transição 1 S 0 -1 P 1 sofre uma mudança à medida que o laser em 657 nm aproxima-se da ressonância com a transição 1 S 0 -3 P 1 .Uma simulação foi realizada visando obter as populações de cada um dos três níveis envolvidos em função da dessintonia e intensidade dos lasers.

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