Espectroscopia com trem de Espectroscopia com trem de pulsos ultracurtos em vapor pulsos ultracurtos em vapor atômicoatômico

Marco Polo Moreno de Souza

Doutorando em Física

Orientadora: Sandra S. Vianna

ObjetivoObjetivoEntender como lasers podem ser usados para investigar transições atômicas.

Interação entre um trem de pulsos ópticos e vapores atômicos.

Interação átomo-luzInteração átomo-luzO que acontece com o átomo na presença de um laser?Aproximação: luz e átomos como objetos clássicos.

Onda eletromagnética

Átomo de hidrogênio

Interação átomo-luzInteração átomo-luz

Átomo na ausência do campo elétrico:

Átomo na presença do campo elétrico:

Dipolo elétrico!

Campo elétrico oscilante dipolo elétrico oscilante.

Luz comum vs. Luz laserLuz comum vs. Luz laserInteração com uma coleção de átomos:

Interação coerente

Do clássico para o Do clássico para o quânticoquântico

22 ( , )

( , ) ( , )2

r tV r t r t i

m t

Mecânica Quântica:

F ma

Mecânica Clássica:

i

i

Hq

p

Hp

q

0d L L

dt q q

Equações de BlochEquações de Bloch

33

12

3

11 2

2

22 ( , )

( , ) ( , )2

r tV r t r t i

m t

EspectroscopiaEspectroscopia

Espectroscopia com laser Espectroscopia com laser contínuocontínuo

Laser de diodo

Espectroscopia do rubídio Espectroscopia do rubídio com laser de diodocom laser de diodo

Experimento de absorçãoExperimento de absorção

Espectroscopia com o trem Espectroscopia com o trem de pulsosde pulsos

Pente de frequências

ópticas

2005

Theodor HänschJohn Lewis Hall

Laser contínuo vs. Pente de Laser contínuo vs. Pente de frequênciasfrequênciasEx: Laser de diodo vs. Laser de Ti:safira do nosso laboratório.

50 P mW500

10 kmedia

pico

P mW

P W

1 MHz 5 THz

pT 100 fspT

1 modo10 000 modos!

O laser de Ti: safiraO laser de Ti: safira

O laser de Ti: safiraO laser de Ti: safira

Solução numérica das equações de Bloch

Campos intensos

Alta densidade atômica

Laser de 100 MHz

Campo fracoAmostra fina

Cálculos numéricos e

analíticos

Laser de 1 GHz

Espectroscopia com o trem Espectroscopia com o trem de pulsosde pulsos

Obrigado!Obrigado!