(Seminario)

SINTESI DI IMPULSI AL FEMTOSECONDO MEDIANTE GENERAZIONE DI TERZA ARMONICA

SAPIENZA UNIVERSITA’ DI ROMA

FACOLTA’ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI

CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN FISICA

Relatore:

Dott. Tullio Scopigno

Candidato:

Maria Chiara Braidot

ANNO ACCADEMICO 2011/2012 Tesi di Laurea Triennale in Fisica

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

❸ _{Analisi delle misure e risultati}

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

❸ _{Analisi delle misure e risultati}

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

Scattering

Raman stimolato

Scattering Raman Scattering Raman stimolato

Scattering

Raman

Osservazione: la coerenza vibrazionale è generata dalla presenza simultanea dei due impulsi.

Scattering Raman stimolato e Pump & Probe

Si aggiunge un impulso di pump ultracorto che dà inizio alla reazione chimica d’interesse.

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

❸ _{Analisi delle misure e risultati}

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

Ottica non lineare

Dalle equazioni di Maxwell:

Si ricava:

oppure:

 attraverso due processi del secondo ordine χ⁽²⁾, ovvero la generazione di seconda armonica (SHG) e la generazione di frequenza somma (SFG).

Generazione di Terza Armonica

La luce di terza armonica può essere generata attraverso due processi:

Generazione di Terza Armonica diretta

Polarizzazione non lineare del terz’ordine è

Phase Matching

Osservazione: l’efficienza dei processi decresce quando |Δk|L aumenta

Δk L/2 si n c² (Δ k L/ 2 )

❶

Sotto le ipotesi di: • svuotamento; • walk off;

• dispersione delle velocità di gruppo trascurabili.

❷ _{Difficile phase matching:}

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

❸ _{Analisi delle misure e risultati}

❶ _{Motivazione: Scattering Raman stimolato & Pump - Probe}

❷ _{Otca non lineare: Generazione di Terza Armonica}

Apparato sperimentale

SHG BBO THG BBO λ/2 Lamina di compensazione di Calcite

Caratterizzazione dell’impulso

Caratterizzazione impulso

Durata temporale

Apparato sperimentale Effetto Kerr

Quadratico

Caratterizzazione dell’impulso

THG come SHG + SFG

Quadratico

Regime di svuotamento non trascurabile

Caratterizzazione dell’impulso

Durata impulso della fondamentale Energia impulso di Terza armonica Temperatura del laboratorio

Caratterizzazione dell’impulso

Caratterizzazione dell’impulso

Correlazioni

Conclusioni

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