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Fenómenos de dispersión cromática asociados a la propagación de la radiación en sistemas ópticos Gaussianos. Diseño de compensadores de óptica difractiva y en óptica ultrarrápida y nuevas aplicaciones en óptica temporal.

by Caraquitena Sales, José

Abstract (Summary)
RESUMEN En esta Tesis Doctoral se ha empleado el método de las matrices ABCD para, por una parte, abordar el diseño de sistemas ópticos compensadores de la dispersión cromática asociada a la difracción y, por otra, proponer nuevas aplicaciones en el ámbito de la propagación de pulsos en sistemas Gaussianos temporales. En ambos casos se han explotado las ventajas que ofrece el análisis matricial, haciendo especial hincapié en la interpretación física de las matrices ABCD que describen a los sistemas. Así, basándonos en el concepto de número de Fresnel colimado hemos desarrollado un nuevo procedimiento para conseguir, mediante el diseño de sistemas ópticos, la compensación de la dispersión cromática asociada a la difracción. El tratamiento matricial nos ha permitido establecer una regla que unifica el diseño de sistemas compensadores de la dispersión cromática en las regiones de Fourier y de Fresnel. En esta dirección, se ha propuesto un dispositivo óptico acromático mediante el cual es posible acromatizar cualquier patrón de difracción con sólo variar la longitud focal de la lente difractiva situada en su plano de entrada. Por otra parte, se ha demostrado que la adición de una lente difractiva en el plano de entrada de un procesador de Fourier compensado cromáticamente lo convierte en un procesador de Fresnel que, además, preserva el grado de acromatismo. Esta propiedad se ha aprovechado para diseñar un procesador de Fresnel acromático mediante el cual es posible reconocer patrones en color en función de su forma y localización. Dentro del campo de la difracción de haces pulsados, se ha demostrado la capacidad de los sistemas ópticos compensados cromáticamente para corregir la dispersión cromática asociada a la difracción de pulsos ultracortos de radiación. En el ámbito de la Óptica Temporal, se ha demostrado que la propagación de pulsos, con o sin chirp, en sistemas Gaussianos temporales puede describirse en términos de la evolución que experimentan los pulsos sin chirp en sistemas dispersivos parabólicos. En particular, el perfil de intensidad obtenido en el plano de salida de un sistema Gaussiano temporal coincide con una versión escalada de aquél que se obtiene mediante la propagación del paquete de ondas en un medio dispersivo parabólico. Aprovechando esta propiedad, se ha efectuado un análisis del efecto Talbot temporal en sistemas Gaussianos temporales a partir de la condición que establece la generación de autoimágenes temporales en un sistema dispersivo parabólico. Esta teoría general nos ha permitido abordar, como un ejemplo particular, la generación de autoimágenes de trenes de pulsos afectados por un chirp global. Esta variante del efecto Talbot temporal se ha propuesto como una técnica nueva para controlar, con alto grado de sintonización, la frecuencia de repetición y la modulación de trenes de pulsos. Por otra parte, hemos centrado nuestra atención en el problema de la compresión de pulsos mediante la propagación en medios dispersivos. En esta dirección, se ha introducido el concepto de desplazamiento de foco temporal y se ha derivado una expresión analítica que permite determinar el plano transversal en el que el pulso alcanza una anchura temporal mínima. Análogamente al efecto de desplazamiento de foco espacial, la compresión máxima no se consigue, en general, en el foco temporal del pulso con chirp. Finalmente, se ha demostrado que tanto el desplazamiento de foco temporal como el valor de la an-chura mínima únicamente dependen del número de Fresnel temporal efectivo de la geometría de compresión y del factor de calidad del pulso. Como ejemplo particular, se ha analizado el desplazamiento de foco que sufre un pulso con envolvente temporal super-Gaussiana de orden arbitrario y un paquete de ondas con perfil del tipo secante hiperbólica.
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Bibliographical Information:

Advisor:Lancis Sáez, Jesús; Andrés Bou, Pedro

School:Universitat de València

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:òptica

ISBN:

Date of Publication:07/21/2004

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