Resumen

El auto-enfocamiento, en particular, la auto-compresión de patrones periódicos de luz son de gran interés porque este fenómeno lleva a la formación de arreglos periódicos de guías de ondas foto-inducidas y estructuras periódicas foto-inducidas. Sin embargo, hasta ahora hay una falta obvia de conocimientos teóricos acerca de la inestabilidad de ondas periódicas no lineales. El objetivo principal de este trabajo es la investigación teórica de la inestabilidad de modulación de patrones de una onda plana electromagnética con perturbaciones armónicas en materiales fotorrefractivos.

En la presente tesis se utilizará la aproximación semiclásica para estudiar los efectos de auto-acción. En esta teoría semiclásica, la materia está compuesta por moléculas y átomos que se describen por medio de la mecánica cuántica, mientras que la radiación luminosa se explica con la teoría de Maxwell. La parte clave de la teoría semiclásica es brindar expresiones de la polarización eléctrica no lineal macroscópica para un medio óptico. Al sustituir las componentes no lineales apropiadas en la ecuación de onda generalizada, en principio, es posible predecir varias respuestas ópticas no lineales del medio, para ciertas condiciones iniciales dadas de campos ópticos intensos.

En el problema central de esta tesis se consideran dos haces de luz, llamadas perturbaciones armónicas con amplitudes complejas a(Z) y b(Z), que interaccionan en un material fotorrefractivo, incidiendo con un ángulo alfa y -alfa donde tan alfa = k. Para este caso, los ángulos de incidencia de las perturbaciones son muy pequeños, por lo que alfa ≅ k. A su vez, el cristal está expuesto a un campo eléctrico intenso, generado por un láser, con amplitud compleja A(Z). Las amplitudes obedecen la condición: |a|² + |b|² << |A|². Así, se va a trabajar con un sistema en el que interaccionan tres ondas electromagnéticas: una onda de alta intensidad, con frecuencia w_p llamada luz de bombeo y otras dos que son las ondas señal débiles, de frecuencia más baja, w_s que se va a amplificar. Por lo tanto la onda de bombeo se vuelve tanto luz señal como una onda llamada luz activa, con una frecuencia w_i = w_p-w_s. Al combinar las ondas, se añaden cantidades adicionales en la luz inactiva y la señal, por lo que tanto las ondas señal como inactiva se amplifican.

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González Rábade, A. 2003. Inestabilidad de Modulación en Patrones Periódicos de Luz en Materiales Fotorrefractivos. Tesis Licenciatura. Física. Departamento de Física y Matemáticas, Escuela de Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2003.