Título

Nonlinear acousto-optics: improvements in optical spectrum analysis

Autor

ADAN OMAR ARELLANES BERNABE

Colaborador

ALEXANDER SHCHERBAKOV (Asesor de tesis)

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

In this work, the non-linear acousto-optical interaction is studied for the collinear

and the non-collinear cases. First, a non-linear regime of the collinear acoustooptical

interaction is considered with acoustic waves of finite amplitude

considering the acoustic loses in a crystalline acousto-optical cell. The results of

this analysis were confirmed first in a calcium molybdate (CaMoO4) acoustooptical

cell. After this, the results were extrapolated to predict the performances of

a lithium niobate (LiNbO3) acousto-optical cell oriented to the application in

astrophysical spectroscopy near the ultraviolet range. This material, specifically,

was in need of further analysis due to known phenomena within it that could

affect the capabilities of such cell.

Then, the non-collinear acousto-optical interaction is studied for the multiphonon

light scattering in the Bragg regime. This regime allows only two possible cases

of multiphonon light scattering, namely, the two- and three-phonon acoustooptical

interaction. Together with this, a specific degree of freedom for this

acousto-optical interaction is introduced to regulate the acoustic frequency

necessary for the interaction to occur. The multiphonon light scattering was

theoretically analyzed and experimented in two different crystals; calomel

(Hg2Cl2) for the two-phonon interaction and tellurium dioxide (TeO2) for the

three-phonon case.

En este trabajo se estudia la interacción acusto-óptica no-lineal para los regímenes

colineal y no-colineal. Primero, un régimen no-lineal de la interacción acustoóptica

colineal está bajo consideración con ondas acústicas de amplitud finita

tomando en cuenta las pérdidas acústicas en una celda acusto-óptica cristalina.

Los resultados de este análisis fueron confirmados primero en una celda acustoóptica

de molibdato de calcio (CaMoO4). Luego de esto, los resultados fueron

extrapolados para predecir el desempeño de una celda acusto-óptica de niobato de

litio (LiNbO3) encaminada a su aplicación en espectroscopía astrofísica cerca del

rango ultravioleta. Este material en particular, necesitó de un análisis más

profundo debido a fenómenos conocidos en él que podrían afectar las capacidades

de una celda de este material.

Después, la interacción acusto-óptica no colineal se estudió para el esparcimiento

multifonón de luz en el régimen de Bragg. Este régimen sólo permite dos posibles

casos, la interacción acusto-óptica de dos y de tres fonones. Junto con esto, un

grado de libertad específico de esta interacción acusto-óptica se introdujo para

regular la frecuencia acústica necesaria para que ocurra la interacción. El

esparcimiento multifonón de luz se analizó teoréticamente en dos cristales

diferentes; cloruro de mercurio (Hg2Cl2) para el caso de la interacción de dos

fonones y dióxido de telurio (TeO2) para el caso de tres fonones.

Editor

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

Fecha de publicación

noviembre de 2016

Tipo de publicación

Tesis de doctorado

Versión de la publicación

Versión aceptada

Formato

application/pdf

Idioma

Inglés

Audiencia

Estudiantes

Investigadores

Público en general

Sugerencia de citación

Arellanes-Bernabe A.O.

Repositorio Orígen

Repositorio Institucional del INAOE

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