Controle Temporal Coerente e Manipulação da Fase Óptica na Transição de Dois Fótons em Átomos de Rubídio - NUNES FILHO, José Ferraz de Moura (2008)
Neste trabalho, utilizamos as técnicas de controle temporal coerente e de manipulação da fase óptica do campo óptico para investigar e controlar os diferentes caminhos quânticos induzidos em transições de dipolo elétrico envolvendo a absorção de dois fótons no átomo de rubídio. As transições foram excitadas por pares de pulsos de separação temporal variável e analisamos a resposta do meio atômico em função dessa separação. Três situações experimentais são analisadas envolvendo transições com diferentes características. No primeiro experimento, utilizamos luz incoerente de um laser de corante com duração temporal de nanosegundos, mas com tempo de coerência de picosegundos, para excitar a transição de dois fótons, envolvendo níveis altamente excitados, níveis de Rydberg. A resposta do sistema é analisada através de um processo de mistura de quatro ondas, resolvida no tempo, e a seleção dos diferentes caminhos quânticos envolvidos no processo é feita a partir do controle da polarização dos campos do laser incidente. Interferências na freqüência central do laser, interferências "ópticas", e no dobro dessa freqüência, interferências quânticas, são observadas. Nos outros dois estudos, a transição de dois fótons é excitada por pulsos com duração temporal da ordemde 100 fentosegundos. No primeiro caso, investigamos uma transição de dois fótons pura, entre os níveis 5S e 7S do rubídio, onde uma fase externa, dependente da freqüência, é adicionada em um dos pulsos, enquanto o outro tem seu atraso temporal controlado. A fluorescência detectada é uma medida direta da população do estado excitado. Novamente, um sinal interferométrico é observado, cujo controle coerente é efetuado por uma combinação da fase externa e do atraso temporal. O último experimento envolve uma transição seqüencial, cuja ressonância de um fóton leva a efeitos de propagação observados no sinal de interesse. Outro aspecto importante é que a taxa de repetição do laser era maior que as taxas de relaxação dos níveis envolvidos, de forma que efeitos de acumulação na população e na coerência também estão presentes. A resposta do sistema é analisada através do processo de mistura paramétrica de quatro ondas, resolvido no tempo. O sinal interferométrico, com controle de polarização e da freqüência de detecção, permite uma demonstração clara da origem quântica nas interferências "ópticas".