SAPIENZA UNIVERSITA’ DI ROMA

Presentazione sul tema: "SAPIENZA UNIVERSITA’ DI ROMA"— Transcript della presentazione:

1 SAPIENZA UNIVERSITA’ DI ROMA
FACOLTA’ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN FISICA SINTESI DI IMPULSI AL FEMTOSECONDO MEDIANTE GENERAZIONE DI TERZA ARMONICA Tesi di Laurea Triennale in Fisica Relatore: Dott. Tullio Scopigno Candidato: Maria Chiara Braidotti ANNO ACCADEMICO 2011/2012

2 Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe
Ottica non lineare: Generazione di Terza Armonica Analisi delle misure e risultati

3 Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe
Ottica non lineare: Generazione di Terza Armonica Analisi delle misure e risultati

4 Scattering Raman stimolato
Osservazione: la coerenza vibrazionale è generata dalla presenza simultanea dei due impulsi.

5 Scattering Raman stimolato e Pump & Probe
Si aggiunge un impulso di pump ultracorto che dà inizio alla reazione chimica d’interesse. Aggiungere spettro di assorbimento dell’mpt compaund in modo da mostrare che la reazione di chiusura avviene nella regione dell’ultravioletto

6 Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe
Ottica non lineare: Generazione di Terza Armonica Analisi delle misure e risultati

7 Ottica non lineare Dalle equazioni di Maxwell: Si scrive: Si ricava:

8 Generazione di Terza Armonica
La luce di terza armonica può essere generata attraverso due processi: Generazione diretta del terz'ordine dovuta alla suscettività non lineare χ⁽³⁾ oppure: attraverso due processi del secondo ordine χ⁽²⁾, ovvero la generazione di seconda armonica (SHG) e la generazione di frequenza somma (SFG). In caso fare una diap in cui si spegne la parte di sotto… e poi riproporre la stessa cosa, ma spegnendo la parte di sopra..

9 Generazione di Terza Armonica diretta
Polarizzazione non lineare del terz’ordine è Maxwell

10 Generazione di Terza Armonica: SHG + SFG

11 Phase Matching Osservazione: l’efficienza dei processi
sinc²(Δk L/2) Δk L/2 La ragione di questo è che se L e piu grande di1/deltaK, approssimativamente, l'onda generata può uscire dall'accordo di fase con la polarizzazione forzante, e la potenza può fluire dall'onda a frequenza omega3 a quelle a frequenza omega1 e omega2…. WALK OFF Osservazione: l’efficienza dei processi decresce quando |Δk|L aumenta

12 Efficienza THG vs efficienza SHG + SFG
Sotto le ipotesi di: svuotamento; walk off; dispersione delle velocità di gruppo trascurabili. Difficile phase matching:

13 Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe
Ottica non lineare: Generazione di Terza Armonica Analisi delle misure e risultati

14 Caratterizzazione dell’impulso Apparato sperimentale
Spettro della Terza Armonica Apparato sperimentale Generazione di Terza Armonica λ/2 SHG BBO Lamina di compensazione di Calcite THG BBO

15 Caratterizzazione impulso Apparato sperimentale Effetto Kerr
Durata temporale Apparato sperimentale Effetto Kerr dove

16 Caratterizzazione dell’impulso
Efficienza Quadratico

17 in regime di svuotamento non trascurabile
THG come SHG + SFG in regime di svuotamento non trascurabile

18 Caratterizzazione dell’impulso
Efficienza Quadratico Regime di svuotamento non trascurabile

19 Caratterizzazione dell’impulso Temperatura del laboratorio
Energia impulso di Terza armonica Durata impulso della fondamentale Temperatura del laboratorio

20 Caratterizzazione dell’impulso
Correlazioni μ₁=1,64μJ σ₁=0,03μJ μ₂=1,54μJ σ₂=0,05μJ

21 Conclusioni Generazione sperimentale di impulsi di terza armonica nell’UV come pump per spettroscopia FSRS; Strategia: due processi χ⁽²⁾, vs singolo processo χ⁽³⁾, analisi efficienze e phase matching dei processi; Caratterizzazione sperimentale di spettro (265,3 ±0,2)nm con larghezza di banda (3,5±0,1)nm , durata (173±3)fs , efficienza che va dal 0,1% al 6% nel range di energia [40, 800] μJ e stabilità attorno al 3,8%.

22 Chirp

23 Dispersione della velocità di gruppo
Lunghezza per cui due impulsi restano sovrapposti

24 Caratterizzazione dell’impulso
Evoluzione temporale