En este trabajo se estudian una serie de nuevos esquemas de biestabilidad optica inducida termicamente (boit) que, respecto a los conocidos hasta ahora, se caracterizan por la introduccion en el interferometro biestable de la division de funciones, la cual consiste en localizar separadamente el fenomeno de la absorcion de luz y los efectos termo-opticos. Este tipo de boit se ha obtenido en interferometros de doble haz con pelicula divisora absorbente y en cavidades con absorcion en uno de los espejos. Los primeros y las cavidades con absorcion en el espejo de entrada presentan un contraste interferencial cuya optimizacion esta asociada a la utilizacion de peliculas que produzcan dos salidas interferenciales en fase y es independiente de la fineza de la cavidad. En cambio, las cavidades con absorcion en el espejo posterior se comportan de modo convencional, con un contraste directamente relacionado con su fineza. Entre los resultados mas destacables obtenidos hay: *la caracterizacion teorica y experimental de la boit en interferometros con salidas en fase, la obtencion de respuestas multiestables por superposicion de los ciclos. La aplicacion de los dispositivos como elementos de memoria conmutables mediante pulsos luminosos y la obtencion de ciclos biestables en funcion de la longitud de onda. *la optimizacion de las cavidades boit con absorcion localizada, habiendose obtenido ciclos biestables con potencias inferiores al mw y tiempos de conmutacion por debajo del ms. Se ha conseguido la operacion en cascada de dos dispositivos. *se ha desarrollado la composicion de mecanismos de realimentacion: la operacion de un dispositivo con dos haces luminosos, obteniendo ciclos consecutivos de logica contraria; la operacion de un flip-flop mediante un mach-zehnder con dos laminas divisoras absorbentes y la obtencion de ciclos con zonas inestables por la presencia de auto-oscilaciones en sistemas compuestos de materiales termo-opticos
En este trabajo se estudian una serie de nuevos esquemas de biestabilidad optica inducida termicamente (boit) que, respecto a los conocidos hasta ahora, se caracterizan por la introduccion en el interferometro biestable de la division de funciones, la cual consiste en localizar separadamente el fenomeno de la absorcion de luz y los efectos termo-opticos. Este tipo de boit se ha obtenido en interferometros de doble haz con pelicula divisora absorbente y en cavidades con absorcion en uno de los espejos. Los primeros y las cavidades con absorcion en el espejo de entrada presentan un contraste interferencial cuya optimizacion esta asociada a la utilizacion de peliculas que produzcan dos salidas interferenciales en fase y es independiente de la fineza de la cavidad. En cambio, las cavidades con absorcion en el espejo posterior se comportan de modo convencional, con un contraste directamente relacionado con su fineza. Entre los resultados mas destacables obtenidos hay: *la caracterizacion teorica y experimental de la boit en interferometros con salidas en fase, la obtencion de respuestas multiestables por superposicion de los ciclos. La aplicacion de los dispositivos como elementos de memoria conmutables mediante pulsos luminosos y la obtencion de ciclos biestables en funcion de la longitud de onda. *la optimizacion de las cavidades boit con absorcion localizada, habiendose obtenido ciclos biestables con potencias inferiores al mw y tiempos de conmutacion por debajo del ms. Se ha conseguido la operacion en cascada de dos dispositivos. *se ha desarrollado la composicion de mecanismos de realimentacion: la operacion de un dispositivo con dos haces luminosos, obteniendo ciclos consecutivos de logica contraria; la operacion de un flip-flop mediante un mach-zehnder con dos laminas divisoras absorbentes y la obtencion de ciclos con zonas inestables por la presencia de auto-oscilaciones en sistemas compuestos de materiales termo-opticos
Nuestras investigaciones versan sobre las cuatro principales areas de la biestabilidad optica (ob). Primero comenzamos con la busqueda de algunos problemas basicos de biestabilidad optica multifotonica en una cavidad anillo de q alta con un sistema atomico de ensanchamiento homogeneo, tales como criterios para ob, estabilidad y otros. De la segunda area de ob, destacamos un nuevo tipo de dispositivos opticos biestables: los dispositivos opticos biestables con una red de difraccion. En tercer lugar, estudiamos algunas aplicaciones de la ob tales como: (1) las condiciones para utilizar un dispositivo optico biestable dispersivo, en una cavidad en anillo, como un amplificador y un estabilizador optico; (2) la reduccion del ruido cuantico en un dispositivo optico biestable con una cavidad lineal externa acoplada es estudiado; (3) las aplicaciones de la ob en laseres. Finalmente, estudiamos la ob en laseres. En primer lugar, estudiamos un laser de clase a con un dispositivo optico biestable. Un modelo dinamico semiclasico es desarrollado, y algunas caracteristicas y aplicaciones de esta estructura laser son estudiadas. En segundo lugar, investigamos las caracteristicas de un laser de semiconductor con una cavidad no-lineal externa. Hemos mostrado que este sistema puede usarse para reducir el ruido en intensidad y frecuencia de la luz de salida. Finalmente, estudiamos teorica y experimentalmente un laser de colorante con un espejo biestable opto-termico y hemos demostrado: (1) biestabilidad en longitud de onda e intensidad; (2) la mejora de la estabilidad de la potencia de salida; (3) la operacion flip-flop optica.
Una vez expuestos en un artículo previo, los principios físicos fundamentales en los que se basa el comportamiento de los dispositivos ópticos biestables, sólo resta ya dar una breve síntesis de cuales pueden ser las aplicaciones de los mismos que se preven para un futuro próximo. Es muy posible también que algunas realizaciones futuras no hayan sido aún previstas. Pero lo que sí es seguro es que, a pesar de todo, su estudio merece una especial atención. Ello se debe, en particular, a dos hechos fundamentales. Por una parte, el que desde un punto de vista práctico es más fundamental, es el de su posible empleo en campos como las comunicaciones ópticas o los ordenadores fotónicos, temas ambos que, en este artículo, merecerán una especial atención, y que constituyen objeto central de investigación y desarrollo en todo momento. El segundo es que la biestabilidad óptica es un terreno absolutamente favorable para el estudio de los fenómenos en sistemas fuera del equilibrio. Un tema en particular, el del caos, ha visto en los últimos dos años un renacido interés gracias al conjunto de nuevos datos que ha aportado la B.O. Aunque en este artículo este último tema no será tratado ya que necesitaría uno sólo para él, nos parece importante sacarle al menos la luz.
Desde los comienzos de la mecanica cuantica se planteo el problema de la medida del que tarda una particula en atravesar una region dada del espacio. Este problema es especialmente importante en regiones donde la propagacion es evanescente. En regiones no-evanescentes, donde la onda asociada a una particula tiene una fase proporcional al tiempo, la fisica ondulatoria nos ensena que el de transito viene dado por la derivada de la fase con respecto a la frecuencia. Por el contrario, en regiones evanescentes no existe esta fase, con lo cual, no disponemos de una expresion para el de transito (llamado comunmente en la literatura cientifica tiempo tunel). El principal objetivo de esta memoria consiste en evaluar la dependencia del tunel y su indeterminacion con la anchura de un paquete de ondas que atraviesa una region evanescente. Para ello calculamos el tunel y su indeterminacion mediante un metodo numerico basado en la evolucion de los paquetes de ondas. Este procedimiento nos va a permitir confirmar el metodo del de presencia, el cual resulta muy apropiado para evaluar los efectos de tamano finito del paquete de ondas en el tunel. Dado que las expresiones para el tunel son relativamente complejas de manejar en la practica, efectuamos aproximaciones de las mismas para obtener ecuaciones mucho mas practicas con un buen limite de validez. Ademas, aplicamos estos resultados a estructuras fisicas que forman parte de dispositivos electronicos con interes tecnologico, como una superred o una doble barrera de potencial asimetrica.
RESUMEN: En el marco de la teoría de la respuesta, los estados cuánticos estacionarios permiten explorar las propiedades ópticas de los materiales. En uno de sus fenómenos más interesantes, es posible suprimir los efectos de dispersión y absorción sobre la luz incidente, efecto conocido como transparencia inducida electromagnéticamente o EIT por sus siglas en inglés. Este efecto ha sido ampliamente estudiado y aplicado en sistemas atómicos de tres niveles tipo lambda, confinados en cavidades ópticas y estructuras semiconductoras más complejas como moléculas de puntos cuánticos. En este trabajo exploramos la dinámica de moléculas de puntos cuánticos acopladas a campos en resonancia y fuera de resonancia, incluyendo a su vez los efectos de disipación y decoherencia con acoples no resonantes como las interacciones electrón-fonón a nivel de una ecuación maestra. Se propone un formalismo de cuadro rotante que elimina las dependencias temporales en los hamiltonianos de los campos clásicos o cuánticos externos. Se calculan propiedades ópticas como la susceptibilidad y el índice de refracción a través de teoría de perturbaciones y métodos exactos, en función de las distintas tasas y niveles de energía de las moléculas. Estos resultados muestran comportamientos similares a los gases atómicos, donde sus propiedades ópticas se ven modificadas. Además numéricamente se exploran los efectos de acoples no resonantes sobre sistemas con radiación cuantizada.
Los ordenadores actuales utilizan la lógica binaria en el tratamiento y almacenaje de información.A este tipo de ordenador lo llamaremos ordenador clásico.La lógica binaria se caracteriza por usar únicamente dos estados independientes para formar su base de operaciones.Estos dos estados son comúnmente representados por el] y el O, y soportan la unidad básica de información, denominada bit.Este bit de información puede ser físicamente sostenido de di versas maneras.En los comienzos de la informática, las rudimentarias máquinas de cálculo utilizaban tiras de papel o tarjetas agujereadas de forma que un lector mecánico podía distinguir entre un agujero o un espacio sin agujerear al leer el correspondiente trozo de la tarjeta.El espacio donde se grababa un agujero correspondía a un bit de información.Si había agujero, el bit era un ] , si no, un O. Estos antiguos bits ocupaban varios milímetros en el papel.Con el avance de la tecnología, los sistemas de almacenamiento de información han ido evolucionando paralelamente a los sistemas de lectura de información ya las exigencias de los programas informáticos, cada vez más complejos.Ahora la información se almacena en discos ópticos o magnéticos, donde se pueden llegar a almacenar miles de millones de bits en el espacio que ocupaba uno de los antiguos.Lo más sorprendente de todo es que esta progresión ha sido verdaderamente rápida, tan solo se han invertido treinta años de investigación. ALMACENAMIENTO DE INFORMACIÓNEn los discos ópticos un bit es soportado en un espacio ínfimo del substrato del disco.Sucesiones interminables de agujeritos y espacios opacos pueden ser leídos por el haz láser del lector.En la actualidad un bit «óptico» puede ocupar tan solo unos pocos angstroms ya que se pueden manipular las superficies de los materiales a escala microscópica.El problema de hacer trabajar a un ordenador con este tipo de almacenamiento óptico reside en que, si bien la capacidad de almacenamiento es ingente, la información no puede ser transformada.Una vez grabados los datos ya no pueden ser borrados ni cambiados, ya que hemos manipulado la superficie del disco óptico.Las tareas que realiza un ordenadorrequieren que la información sea manipulable.Que se puedan borrar, grabar y cambiar los datos a conveniencia de los programas que se utilicen • RAMAS
Este trabajo de fin de grado surge de la motivación de realizar un estudio dual en el que \nse complementen un desarrollo teórico y su correspondiente comprobación experimental. \nPara ello, se ha planteado el análisis de un borrador cuántico empleando un interferómetro \nde Mach-Zehnder, con el fin de reproducir la validez de las experiencias predichas por la \nfísica cuántica con el experimento del laboratorio. \nLa estrategia seguida ha consistido en una revisión bibliográfica que permita seleccionar \nla documentación más relevante, seguida del montaje experimental para realizar una serie \nde pruebas cualitativas sobre su funcionamiento. Se debe tener en cuenta que durante todo el trabajo se están empleando simultáneamente dos teorías, la mecánica cuántica y el \nelectromagnetismo clásico. \nEs de gran interés realizar esta tarea ya que supone acercar, de una forma sencilla y \nvisual, ciertos fenómenos de la física cuántica difíciles de comprender por ser muy anti intuitivos, como la complementariedad o la no-localidad. Para ello, se han descrito desde el \nformalismo de la física cuántica varios esquemas del borrado cuántico haciendo uso del interferómetro de Mach-Zehnder, facilitando su comprensión con diversos gráficos y diagramas \ndescriptivos. Así mismo, se incluyen fotografías del instrumento empleado en el laboratorio. \nDel análisis expuesto a lo largo de la memoria, se pudieron constatar tres aspectos fundamentales de la teoría cuántica. En primer lugar, la dualidad onda-corpúsculo está presente \nen todo momento ya que se comprueba que el carácter de la partícula depende de la capacidad que tenga el experimentador de acceder a la información del recorrido que ha realizado. \nCuando los caminos son indistinguibles se puede observar el patrón de interferencia consecuencia del comportamiento ondulatorio de las partículas. La función de onda se dividirá \nen dos y cada parte recorrerá uno de los brazos, produciéndose la interferencia entre las \nmismas a la salida del interferómetro. Si se marcan los caminos empleando polarizadores, la \npartícula solo podrá ir por uno de ellos, pasando a comportarse como un corpúsculo. \nEn segundo lugar, se ha constatado el principio de complementariedad de Bohr. Las \npropiedades complementarias no pueden ser medidas u observadas simultáneamente, en \neste caso, las líneas de interferencia y el recorrido del fotón. Al colocar los polarizadores se \nestá generando un estado entrelazado entre el camino seguido por el fotón y su polarización. \nBajo esta circunstancia, conocer la polarización del fotón es conocer el recorrido que ha \nrealizado, y por lo tanto, su comportamiento debe ser corpuscular, desapareciendo el patrón \nde interferencia. \nEn tercer lugar, si se dejara de tener acceso a la información del camino seguido por las \npartículas, instantáneamente se recuperaría el carácter ondulatorio de los fotones, esta es \nuna manifestación del carácter no-local de la mecánica cuántica. \nFinalmente, el objetivo principal se ha alcanzado: montar un interferómetro de MachZehnder que cumpla los requisitos para comportarse como un borrador cuántico. Queda \npendiente la ampliación del proyecto para emplear el borrador cuántico con interferómetro \nde Mach-Zehnder para interpretar las medidas de elección retardada