Μέτρηση χρονικής διάρκειας fs παλμών laser και εφαρμογές με τη χρήση τους

• Κύριος συγγραφέας: Καραμπίτσος, Νικόλαος
• Άλλοι συγγραφείς: Κουρής, Στυλιανός
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Παλμοί fs; Οπτικό φαινόμενο Kerr; Δεύτερη αρμονική; Θερμικός φακός; Τεχνική Z-scan; fs pulses; Optical Kerr effect; Second harmonic; Thermal lens; Z-scan technique; 621.36

Η μη γραμμική οπτική είναι ένας κλάδος στον οποίο μελετώνται τα φαινόμενα που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση της ύλης με ισχυρής έντασης ακτινοβολίες. Οι ισχυρές ακτινοβολίες υπό την μορφή υπερταχέων παλμών, από fs laser, μπορούν να προκαλέσουν μη γραμμικά φαινόμενα και ταυτόχρονα προσφέρουν την δυνατότητα παρακολούθησης της δυναμικής μοριακών συστημάτων στην χρονική κλίμακα των fs στην οποία, κανένα ηλεκτρονικό ή οπτο-ηλεκτρονικό κύκλωμα δεν μπορεί να ανταποκριθεί. Η εργασία χωρίζεται εννοιολογικά σε δύο μέρη, το πρώτο μέρος σχετίζεται με την παρουσίαση δύο διατάξεων μέτρησης της χρονικής διάρκειας fs παλμών και το δεύτερο σχετίζεται με πειραματικές τεχνικές στις οποίες γίνεται χρήση αυτών. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια συνοπτική περιγραφή των βασικότερων οπτικών μη γραμμικών φαινομένων με τα οποία θα ασχοληθούμε στη συνέχεια, όπως είναι π.χ. η γέννηση δεύτερης αρμονικής, το φαινόμενο Kerr και η διφωτονική απορρόφηση. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η αρχή λειτουργίας και παρουσιάζεται η κατασκευή δύο διατάξεων αυτοσυσχετιστών 2ης τάξης και συγκεκριμένα ένος αυτοσυσχετιστή τύπου «single shot» και ενός αυτοσυσχετιστή κινητού μέρους με τους οποίους πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της χρονικής διάρκειας των παλμών ενός Ti:Sapphire fs laser. Τέλος, πραγματοποιείται σύγκριση των τεχνικών χαρακτηριστικών των δύο αυτοσυσχετιστών. Στο τρίτο κεφάλαιο αρχικά μελετώνται τα θερμικά φαινόμενα που επάγονται σε διαλύματα/διασπορές κατά την εκτέλεση πειραμάτων μη γραμμικής οπτικής με χρήση fs laser μεγάλου ρυθμού επαναληψιμότητας. Παρουσιάζεται επίσης μια τεχνική η οποία αποτελεί έναν συνδυασμό των τεχνικών Ζ-scan και thermal-lensing (θερμικός φακός), η οποία αναπτύχθηκε και υλοποιήθηκε και χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της διφωτονικής απορρόφησης δύο οργανικών διαλυτών καθώς και σε μια σειρά μετρήσεων του φαινομένου thermal lensing σε διασπορές γραφενίου σε DMF. Επίσης προσδιορίσθηκε για όλα τα υπό μελέτη δείγματα ο χαρακτηριστικός χρόνος διάχυσης της θερμότητας μέσα σε αυτά. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο μελετήθηκε η υπερταχεία δυναμική μορίων οργανικών διαλυτών καθώς και η οπτική μη γραμμική απόκριση μιας σειράς οργανικών διαλυτών μέσω μιας διάταξης οπτικού φαινομένου Kerr, Optical Kerr Effect (OKE) η οποία κατασκευάστηκε για το σκοπό αυτό στα πλαίσια της παρούσας εργασίας.