Óptica No-lineal

Z-scanZ-scan

Balderas Mata Sandra E.

Lente foto-térmica y Z-scan

Teoría

Algunos resultados …

Lente foto-térmica y Z-scan

Aplicaciones más comunes

Medición del signo de la no-linealidad (i.e., n2)

Medición de la magnitud de la no-linealidad

Medición del coeficiente de baja absorción óptica

nTI

M. Sheik-Bahae, et al., Opt. Latt. 14, 955-957 (1989).

M.D. Iturbe-Castillo, et al., Optik 100, 49-56 (1995).

Ventajas:

• Simplicidad en el arreglo experimental

•No se requiere un ajuste fino

• Es una técnica sencilla

Desventajas:

• Lenta

• Sensible sobre defectos puntuales

• En el caso de Z-scan el barrido necesita movimientos de la muestra

TeoríaLa longitud focal de la lente térmica es:

,12

00

z

zFFth

donde 200

TnP

kF

abs

El coeficiente de transmitancia:

22

00

20

22

0

20

1

1

zzzFz

zzF

T

y .1 dinabs ePP

Existen dos casos límite:

No linealidad débil (F0 » z0)

No linealidad fuerte (F0 « z0)

Para este último caso tomaremos dos situaciones:

0«zz

0

21

F

zT

0»zz

zF

zT

20

202

1

1.-

2.-

La diferencia entre el pico y el valle de la transmitancia esta dado por:

k

Tn

PF

zT absvp

220

0

La no-linealidad tipo Kerr (coeficiente refractivo no-lineal n2) es:

d

kI

Tn vp

exp1406.0 0

,2

M. Sheik-Bahae, et al., Opt. Latt. 14, 955-957 (1989).

M.D. Iturbe-Castillo, et al., Optik 100, 49-56 (1995).

406.0T

Arreglo experimental

Láser He-Ne (= 632.8 nm) con 10 mW de potencia de salidaCelda espectroscópica transparente con un grosor de 1 mmColorante azul de metileno, diámetro de haz 2 mm, d0.3

Curvas experimentales

-3 -2 -1 0 1 2 3

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

T

z (cm)

0 200 400 600 800 1000 1200 14000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

T

Pin (mV)

k

Tn

PF

zT absvp

220

0