Orientador: Jose Inacio Cotrim Vasconcellos

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Um modelo analítico para calcular, a partir de primeiros princípios, o espectro ótico de absorção de dois fótons, livre do efeito Doppler, de um sistema gasoso à dois níveis de energia é proposto e analizado. O nosso estudo estabelece inicialmente a distinção entre absorção à dois passos e...

Resumo: Um modelo analítico para calcular, a partir de primeiros princípios, o espectro ótico de absorção de dois fótons, livre do efeito Doppler, de um sistema gasoso à dois níveis de energia é proposto e analizado. O nosso estudo estabelece inicialmente a distinção entre absorção à dois passos e absorção simultânea de dois fótons. Os processos homogêneos de relaxação(emissão espontânea, colisões fortes, .. etc) são introduzidos fenomenologicamente. Introduz-se a seguir o processo de alargamento inhomogêneo devido ao movimento térmico das moléculas do gás, definindo-se as condições para obtenção de um espectro livre do efeito Doppler. A análise do modelo nos leva à consideração de vários casos particulares de interesse: ora consideramos as amplitudes dos feixes iguais, ora diferentes; e quanto às suas frequêqcias são considerados os casos: a) frequências iguais; b) frequências diferentes; c) frequências muito diferentes. Procurou-se em todos os casos explorar, do ponto de vista análítico, os particulares modelos apresentados, com o objetivo de encontrarmos expressões analíticas precisas para as curvas de absorção correspondentes, visando possíveis extensões do modelo

Abstract: An analytical model is proposed to calculate the two-photon Doppler-Free absorption spectra of gas (or vapor systems). The gas system is considered as a two-level energy system. Our study starts considering the difference between two-photon absorption and two-steps processes. The...

Abstract: An analytical model is proposed to calculate the two-photon Doppler-Free absorption spectra of gas (or vapor systems). The gas system is considered as a two-level energy system. Our study starts considering the difference between two-photon absorption and two-steps processes. The homogeneous relaxation processes ( spontaneous emission, hard collisions, etc ) are introduced phenomenologically. The inhomogenous ,broadening mechanism due to the thermal motion of the molecules are introduced next. We define clearly the conditions for a two-photon Doppler - Free optical spectrum. Our analysis consider several cases: a) the laser frequencies are taken to be equal; b) the laser frequcncies are taken to be different; c) the laser frequencies are considered to be far apart. The cases of equal amplitudes and different amplitudes of the laser beams are also considered. Our aim is to derive analytical expressions for the two-photon absorption curves and analyse them, from the mathemdtical point of view, defining clearly our assumptions for each case. This can be considered a valuable starting point for future numerical applications and possible anlytical extensions of thc model here presented