LASER DE ELÉTRONS LIVRES DESCRITO ATRAVÉS DA INTERAÇÃO PARAMÉTRICA ENTRE TRÊS ONDAS COM MOMENTO ANGULAR ORBITAL
Espalhamento Raman
MAO
Feixe de laser
Momento angular orbital da luz
Vórtice ótico
Produção intelectual
FEL
Raman Scattering
OAM
Arteaga Guarumo, Johny Alejandro | Posted on:
2019
Abstract
O Laser quântico de elétrons livres é modelado através de uma abordagem perturbativa de um fluido quântico interagindo com um ondulador ótico, cuja dinâmica resulta em um conjunto acoplado de equações, que descreve a interação entre três ondas eletromagnéticas. Este conjunto de equações é resolvido numericamente no espaço e no tempo em duas etapas. A primeira etapa estuda o comportamento das soluções na direção de propagação dos três modos, desprezando-se qualquer efeito transversal. Nesse caso, considera-se que a radiação espalhada, gerada na interação wiggler-feixe, possui um perfil longitudinal Gaussiano. No início da interação, devido às instabilidades dos modos, a radiação estimulada amplifica-se e aumenta a sua largura; o que se denomina regime linear. Após a amplificação ter crescido o suficiente, surge o regime não linear, em que o pulso de radiação espalhado e o modo do feixe extraem energia do wiggler. Nesse regime, o perfil espacial do pulso divide-se em um trem de sub-pulsos alocados um atrás do outro, em que o pulso principal, contrário ao regime linear,
comprime-se durante o tempo de interação. Mostra-se que esse comportamento assemelha-se a um processo de interação de três ondas, que descreve a amplificação de um pulso laser por espalhamento Raman em um plasma, que pode ser descrito através da equação de Sine-Gordon. A segunda etapa apresenta as soluções do modelo nas três dimensões do espaço, em que os formatos transversais dos modos são descritos pela família de modos Laguerre-Gauss, cujo Momentum Angular Orbital (MAO) que carregam obedece à lei de conservação para o MAO. Nessa etapa, no regime não linear, observa-se a divisão em sub-pulsos junto com a compressão e amplificação do pulso principal da radiação espalhada. Essa solução também satisfaz a equação de sine-Gordon, a qual inclui um termo de acoplamento entre as partes transversais dos modos, o que determina a eficiência do processo de troca de energia.
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Document type
TeseSource
ARTEAGA GUARUMO, Johny Alejandro. Laser de Elétrons Livres descrito através da interação paramétrica entre três ondas com Momento Angular Orbital. 2019. 74 f. Tese (Doutorado em Física) − Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2019.Subject(s)
FELEspalhamento Raman
MAO
Feixe de laser
Momento angular orbital da luz
Vórtice ótico
Produção intelectual
FEL
Raman Scattering
OAM