Efisica

Varredura de frequência

 

O efeito eletro-óptico é consequência de um processo não linear de segunda ordem que pode ocorrer em cristais que não possuem simetria de inversão. A geração de segundo harmônico é um efeito que também tem origem na não linearidade de segunda ordem. Entretanto, em cristais que possuem simetria de inversão estes efeitos não se manifestam, e a não linearidade de ordem mais baixa que pode ocorrer é a de terceira ordem. Meios do tipo Kerr se enquadram nesta classe de materiais; neles o índice de refração depende do quadrado do campo elétrico da luz (de sua intensidade), ao contrário do efeito eletro-óptico, que varia linearmente com o campo elétrico externo aplicado. A não linearidade Kerr pode ser expressa como:

n (I) = n0 + n2I

(5.42)

onde n0 é o índice de refração na ausência de luz e n2 é denominado de índice de refração não linear. No caso em que a luz se constitui de pulsos curtos, o índice de refração dependerá do tempo devido à variação de I com t na eq. (5.42). Isto fará com que a frequência da luz se modifique de acordo com:

w = w0 - k0n2dI/dt

(5.42)

Se o pulso for do tipo gaussiano, sua derivada terá uma forma dispersiva e as frequências geradas variarão no tempo, como mostra a Fig. 5.12. Por outro lado, um pulso curto tem associado a si um espectro de frequências com uma certa largura, como veremos posteriormente. Devido à dispersão normal do meio, as frequências correspondentes ao vermelho caminharão mais rapidamente e tentarão ficar na parte frontal do pulso (t < 0 na Fig. 5.12).

 

 

 

 

 

Fig. 5.12 - Variação da frequência devido ao efeito Kerr ao longo de um pulso de luz.
O tempo t = 0 corresponde ao centro do pulso.

Entretanto, devido à varredura de frequências, componentes azuis são geradas na frente do pulso, que nada mais é que uma re-distribuição de energia. Como consequência, a dispersão quer jogar as frequências menores (vermelho) para a parte frontal do pulso, enquanto que o efeito Kerr que jogar as frequências maiores (azul). Na parte final do pulso ocorre o inverso: a dispersão joga as frequências maiores para a parte final do pulso, enquanto que o efeito Kerr joga as frequências menores (vermelho). Para uma intensidade convenientemente escolhida, um efeito cancela o outro e o pulso acaba se propagando sem dispersão. Este pulso que se propaga sem modificações recebe o nome de sóliton.


 

 

© 2007 - Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada. Todos os direitos reservados