Óptica Moderna Fundamentos e aplicações - Fotonica.ifsc.usp.br ...

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Interação luz-matéria: tratamento semi-clássico<br />S. C. Zilio Óptica Moderna – Fundamentos e Aplicações<br />221<br />r r r r r r<br />= ε E + P + P = εE<br />+ ε χE<br />(10.19)<br />D 0<br />trans<br />0<br />onde as contribuições não ressonante da matriz e ressonante devida à<br />transição atômica foram separadas. Colocando E r em evidência<br />encontramos a permissividade elétrica do material como ε′ = ε(<br />1+ ε 0 χ / ε)<br />e a constante de propagação como k′ = ω με′<br />≅ k(<br />1+<br />ε0<br />χ / 2ε)<br />no caso em<br />que χ
222<br />Interação luz-matéria: tratamento semi-clássico<br />1<br />T<br />2<br />=<br />∑<br />S. C. Zilio Óptica Moderna – Fundamentos e Aplicações<br />1<br />T<br />2i<br />(10.21)<br />onde a soma leva em conta todos os mecanismos (colisões, transições,<br />etc.) que interrompem a interação coerente luz-matéria.<br />No alargamento não homogêneo, existem classes de átomos que<br />diferem entre si por possuírem freqüências de ressonância distintas. Duas<br />situações que levam a este tipo de alargamento são o efeito Doppler, no<br />caso de um gás de átomos (ou moléculas) e as flutuações de campo<br />cristalino que os diversos átomos sentem quando estão alojados numa<br />matriz hospedeira. Estas flutuações têm como origem deformações, ou<br />outros tipos de imperfeições cristalinas, que fazem com que os átomos<br />vejam diferentes vizinhanças (e campos cristalinos) dependendo do lugar<br />onde eles se encontram posicionados, levando a diferentes freqüências de<br />transição, devido ao efeito Stark flutuante. No caso de átomos colocados<br />em vidros, o alargamento não homogêneo é bem mais significativo porque<br />a configuração de átomos se modifica bastante conforme se muda a<br />posição no interior do material.<br />Uma classe importante de lasers é aquela em que o meio ativo é<br />um gas. Dentre os vários lasers deste tipo destacam-se o de CO2, argônio,<br />kriptônio, He-Ne, excimer, etc. Já vimos na seção 4.3 que a forma de linha<br />neste caso é dada por uma Gaussiana da forma:<br />2 ln2<br />⎡ ⎛ ν − ν<br />g( ν)<br />= exp⎢−<br />4ln2⎜<br />π Δν<br />⎢⎣<br />⎝ Δν<br />D<br />D<br />0<br />2<br />⎞<br />⎟<br />⎠<br />⎤<br />⎥<br />⎥⎦<br />(10.22)<br />onde:<br />kT<br />Δ ν D = 2ν 0 2ln2<br />(10.23)<br />2<br />mc<br />Vamos em seguida analisar como o ganho de um meio ativo<br />satura quando temos estes tipos de alargamento de linha.<br />10.7 Saturação do ganho em meios com<br />alargamentos homogêneo e não homogêneo<br />A distinção mais importante entre sistemas atômicos com<br />alargamentos homogêneo e não homogêneo é a maneira com que o ganho
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74 2 2 1 2 1 E = E 0 exp J ( M) A polarização da onda ele
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150 γ 12 () τ Coerência 7.3 Resolu
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304 Óptica não linear A
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306 O gráfico desta função
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