6533b836fe1ef96bd12a1ae8

RESEARCH PRODUCT

Estudi sobre estructures disipatives en sistemes òptics no-lineals: estructures localitzades i fluctuacions quàntiques.

subject

description

RESÚMLa formació de patrons espacials en sistemes òptics té molts elements en comú amb altres sistemes formadors de patrons que trobem a la natura (hidrodinàmics, biològics, mecànics, químics.). Ara bé, n'hi ha trets particulars dels sistemes òptics que motiven encara més l'estudi de la formació de patrons en aquests.D'una banda, les potencials aplicacions a la tecnologia de la informació i les telecomunicacions: la formació d'estructures en el pla transversal a la direcció de propagació de la llum en sistemes nolineals òptics obre la porta al processat òptic de la informació en paral·lel, amb la codificació i emmagatzemament de la informació en aquest pla transversal. Respecte a aquest fet, haurem de tindre en compte dos aspectes . El primer d'ells és la possibilitat de multiestabilitat espacial, és a dir, d'existència de més d'una solució del sistema per a uns valors donats dels paràmetres : ja que parlem de sistemes extensos, implica la possibilitat d'assolir diverses solucions estables en distintes regions transversals. Aquest fet possibilita no només la coexistència entre patrons extensos, sinò l'existència d'estructures localitzades, de gran interés per a les aplicacions pràctiques que comentàvem adés, on actuaríen com bits de informació. És per tant d'importància estudiar com controlar els patrons emergents, i més en concret, les estructures localitzades, així com la possibilitat de crear-les, moure-les i esborrar-les. Aquest control permetria la utilització pràctica de les estructures localitzades com components de memòries òptiques, on la informació podria codificar-se i processar-se.D'altra banda, en una interacció nolineal estan creant-se i destruint-se fotons del camp electromagnètic. Aquesta naturalesa quàntica de la llum es manifesta fins i tot a temperatura ambient, cosa que diferencia notablement els sistemes òptics de qualsevol altre sistema. Aquest fet ha motivat l'estudi dels efectes quàntics en patrons espacials transversals i, més recentment, en les estructures localitzades.Aquesta tesi versa sobre un tipus d'estructures localitzades que suporten diverses cavitats òptiques nolineals : els solitons de cavitat. Pot dividir-se en dues grans seccions, agrupant els diversos articles que constitueixen el cos fonamental d'aquesta tesi : la primera està dedicada a l'estudi clàssic d'aquestes estructures, en la segona s'estudia, per primer cop, les fluctuacions quàntiques dels solitons de cavitat.La primera secció consta d'un primer apartat, que engloba els articles Vectorial Kerr-cavity solitons, Opt.Lett. 25, 957 (2000) i Bright cavity solitons in anisotropic vectorial Kerr cavities, J.Opt.B : Quantum Semiclass. Opt. 3 S118 (2001), on s'estudien les condicions d'existència i el tipus de solitó que trobem en cavitats Kerr anisòtropes i birrefringents i es relacionen amb les solucions d'una equació de paràmetre d'ordre (nolineal d'Schrödinger amb decaïment i forçament paramètric : PDNLS), que descriu la susdita cavitat en el límit de gran anisotropia. Un segon apartat, constituït pels treballs Domain Walls and Ising-Bloch Transition in Parametrically Driven Systems, Phys.Rev.Lett. 89, 164101 (2002), The Ising-Bloch transition in degenerate optical parametric oscillators, J.Opt.B: Quantum Semiclass. Opt. 6, S361 (2004) i Stabilizing and controlling domain walls and dark-ring cavity solitons, Opt.Exp. 12, 2130 (2004), tracta sobre les parets de domini. En particular s'estudia la transició Ising-Bloch en la PDNLS i els oscil·ladors òptics paramètrics degenerats (DOPO). En aquest sistema, es presenten també dos mecanismes d'estabilització i control de les estructures en sistemes bidimensionals, on les parets no són estables. La segona secció tracta el problema de les fluctuacions quàntiques en aquests solitons, estudiant-se l'espectre d'squeezing de solitons en DOPOs. El treball Squeezed quantum cavity solitons, arxiv:quant-ph/0405148, enviat per la seva publicació a Physical Review Letters, presenta un tractament general per l'estudi d'aquestes fluctuaciones i estudia per primer cop les fluctuacions quàntiques dels solitons de cavitat, trobant reducció de soroll perfecta per qualsevol rang de paràmetres on existeix el solitó.