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dc.contributor.authorProença, Lucas Araujo
dc.date.accessioned2023-09-11T19:19:06Z
dc.date.available2023-09-11T19:19:06Z
dc.date.issued2023-07-21
dc.identifier.citationPROENÇA, Lucas Araujo. Biestabilidade óptica em átomos de três níveis em uma cavidade óptica. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18537.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18537
dc.description.abstractThe phenomenon of optical bistability in atomic systems confined in an optical cavity has been extensively explored due to its potential for applications such as optical switches, memories and optical transistors. The bistability observed in multi-level atomic systems has some advantages over the usual two-level system with respect to non-linear optical properties, absorption and scattering. The configuration of atoms with more than two levels allows the use of other electromagnetic fields by coupling different atomic transitions resonantly, or quasi-resonantly, making it more feasible to manipulate and control non-linear optical processes, which may be related to the phenomena of electromagnetically induced transparency (EIT - \textit{Electromagnetically Induced Transparency}) and coherent population trapping (CPT - \textit{Coherent Population Trapping}). In this work we theoretically study the CPT phenomenon in cavities to explore the control and properties of optical bistability in systems composed of $N$ three-level atoms in $\Lambda$ configuration, independently coupled to the same field mode of an optical cavity. To obtain the interaction hamiltonian of the system we used the semiclassical approximation, which consists of considering atoms quantumly and the cavity field classically. Through the formalism of the master equation, we derive the Maxwell-Bloch equations and the dynamics of the system was obtained through computational simulations performed in MATLAB. The obtained results show that it is possible to obtain a sensitive control of the optical bistability from the adjustment of parameters external to the system, such as the frequency and intensity of the test field and the intensity of the control field. The possibility of controlling light with observed light in the studied system, through the phenomenon of optical bistability, can be promising for the development of optical devices with different functionalities.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectBiestabilidade ópticapor
dc.subjectEletrodinâmica quântica em cavidadespor
dc.subjectAproximação semiclássicapor
dc.subjectAprisionamento coerente de população em cavidadespor
dc.subjectOptical bistabilityeng
dc.subjectCavity quantum electrodynamicseng
dc.subjectSemiclassical approximationeng
dc.subjectCavity coherent population trappingeng
dc.titleBiestabilidade óptica em átomos de três níveis em uma cavidade ópticapor
dc.title.alternativeOptical bistability of three-level atoms in an optical cavityeng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Souza, James Alves
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2212240621620011por
dc.description.resumoO fenômeno da biestabilidade óptica em sistemas atômicos confinados em uma cavidade óptica tem sido extensamente explorado devido ao seu potencial de aplicações como chaveadores ópticos, memórias e transistores ópticos. A biestabilidade observada em sistemas atômicos de muitos níveis tem algumas vantagens sobre o sistema usual de dois níveis com relação a propriedades ópticas não lineares, absorção e dispersão. A configuração de átomos de mais de dois níveis permite a utilização de outros campos eletromagnéticos acoplando ressonantemente, ou quase ressonantemente, diferentes transições atômicas, tornando mais viável a manipulação e controle de processos ópticos não lineares, os quais podem estar relacionados aos fenômenos de transparência eletromagneticamente induzida (EIT - \textit{Electromagnetically Induced Transparency}) e aprisionamento coerente de população (CPT - \textit{Coherent Population Trapping}). Neste trabalho estudamos teoricamente o fenômeno de CPT em cavidades para explorar o controle e as propriedades da biestabilidade óptica em sistemas compostos por $N$ átomos de três níveis em configuração $\Lambda$, acoplados independentemente ao mesmo modo do campo de uma cavidade óptica. Para a obtenção do hamiltoniano de interação do sistema utilizamos a aproximação semiclássica, que consiste em considerar os átomos quanticamente e o campo da cavidade classicamente. Através do formalismo da equação mestra, deduzimos as equações de Maxwell-Bloch e a dinâmica do sistema foi obtida a partir de simulações computacionais conduzidas em MATLAB. Os resultados obtidos mostram que é possível obter um controle sensível da biestabilidade óptica a partir do ajuste de parâmetros externos ao sistema, como a frequência e a intensidade do campo de prova e a intensidade do campo de controle. A possibilidade de controlar luz com luz observada no sistema estudado, através do fenômeno da biestabilidade óptica, pode ser promissora para o desenvolvimento de dispositivos ópticos com diferentes funcionalidades.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA ATOMICA E MOLECULAR::ESPECTROS ATOMICOS E INTEGRACAO DE FOTONSpor
dc.publisher.addressCâmpus Sorocabapor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2808532350048558por
dc.publisher.courseFísica - FL-Sopor


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