Propagación de haces Bessel en vapores atómicos y emisión cónica anómala - Martínez Tapia, Áulide (Universidad Autónoma Metropolitana, 2019)
En este trabajo se presenta un estudio experimental de propagación de haces Bessel y haces Gaussianos en vapores atómicos bajo las condiciones a las cuáles se produce el efecto de emisión cónica anómala (ECA). En la primera parte del presente se exhiben las bases teóricas de la óptica no lineal en vapores atómicos con el n de entender uno de los modelos más aceptados que intentan describir la emisión cónica. De la ecuación de onda no lineal, se obtienen las ecuaciones acopladas de uno de los fenómenos más sencillos de mezclado de ondas, la generación de suma de frecuencias. Este ejemplo permite definir la condición de acoplamiento de fase y después generalizar para obtener las ecuaciones acopladas generales de un proceso de mezclado de cuatro ondas. Después se obtienen las expresiones para la polarización no lineal y la susceptibilidad no lineal con el formalismo de la matriz de densidad para un sistema de dos niveles. También se hace una revisión sobre las investigaciones teóricas y experimentales más significativas de la emisión cónica y se describen las características generales de la ECA. Por último, se incluye un resumen de la teoría de los haces ópticos utilizados en los experimentos, Gaussianos y Bessel. Se hace especial énfasis en las propiedades de los haces Bessel que son relevantes para este trabajo, así como en el método utilizado para la generación de haces Bessel a través de una lente cónica. La segunda parte concierne al desarrollo del sistema experimental utilizado. Se produjo la ECA con haces Gaussianos y haces Bessel de orden cero, excitando la primera transición del calcio atómico 3p 64s 2 1S0 → 3p 64s4p 1P0 (λCa = 422.67nm) con un láser de pigmento sintonizable, bombeado por el tercer armónico de un láser de Nd:YAG. Los haces Bessel fueron generados a partir de iluminar una lente axicón de 1 ◦ con el láser de pigmento. Después se analizan los resultados obtenidos a través de 9 imágenes y se comparan los ángulos de los anillos en función del tipo de haz que los produjo. Tras la serie de experimentos, se encontró, que dada una longitud de onda, el ángulo del anillo de la emisión cónica cambiaba dependiendo de que tipo de haz se utilizara para excitar el vapor atómico.