OPTICA FISICA

Autor: YONTE SANCHIDRIÁN TERESA.
Año: 2004.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: El punto de partida de esta memoria es el hecho, recientemente puesto de manifiesto por nuestro grupo, de que la matriz de transferencia de una multicapa transparente pertenece al grupo de lie SU (1,1). En virtud del homomorfismo entre SU(1,1) y el grupo de transformaciones de Lorentz en dos dimensiones especiales SO(2,1) se puede establecer una correspondencia entre los coeficientes de reflexión y transmisión de la multicapa y los parámetros de una transformación de Lorentz en relatividad especial. Por proyección esterográfica del hiperboloide de dos hojas asociado a SO(2,1), se obtiene el círculo unidad, que constituye el modelo de Poincaré de la geometría hiperbólica. Así, la acción de un matriz de transferencia es interpretada de forma natural como una transformación bilineal entre puntos del círculo unidad. El valor de la traza de la matriz de transferencia nos ha permitido clasificar el grupo SU(1,1) en tres tipos diferentes de matrices, cada uno de ellos con órbitas bien definidas en el círculo unidad. También hemos realizado una interpretación física de la acción de cada uno de esos tres tipos de matrices. El formalismo anteriormente descrito proporciona una nueva y poderosa técnica para el estudio de sistemas periódicos. Así, se han caracterizado tres tipos diferentes de comportamiento para la reflectancia de estos sistemas periódicos, ligados al valor de la traza de la matriz de transferencia del periodo básico. Se obtienen expresiones exactas de la reflectancia en función del número de periodos y se establece un criterio novedoso para su optimización. Por último, se ha obtenido una forma alternativa de la matriz de transferencia para determinar la reflectancia de los sistemas cuasiperiódicos del tipo Fibonacci, en función de la traza y la antitraza de dicha matriz.

Autor: Ibáñez López Cristina.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: Facultad de Física.
Centro de realización: Facultad de Física.

Resumen: En primer lugar se analiza, en el marco de la teoría escalar, la respuesta en intensidades de un sistema focalizador, expresando la respuesta a lo largo del eje óptico como la transformada de Fourier unidimensional de la función denominada pupila proyectada. Se definen las ganancias en resolución que permiten evaluar el efecto de un filtro que modifica la distribución de amplitudes de la pupila de salida de un sistema óptico. Estas ganancias constituyen la herramienta de diseño de filtros pupilares para modificar a voluntad las propiedades del spot de focalización. Tras realizar un estudio de las propiedades de los sistemas confocales por absorción de un fotón se ha obtenido una expresión analítica para su ganancia axial y a partir de ella se han diseñado dos familias de filtros de amplitud, con la capacidad de mejorar la resolución 3D de estos sistemas: los filtros de tres anillos y los filtros de obturación anular parcialmente absorbentes. Estos filtros actúan casi exclusivamente sobre la ganancia axial, haciendo que la PSF confocal reduzca su anisotropía. También se han analizado los sistemas de barrido por absorción de dos fotones, adaptando los filtros diseñados anteriormente a esta nueva geometría. Como caso particular, se aplica este procedimiento a un sistema de microscopía a dos colores.

Autor: Caballero Caballero Maria Teresa.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: Facultad de Física.
Centro de realización: Facultad de Física.

Resumen: Se ha estudiado la focalización de haces polarizados, así como su aplicación en sistemas de microscopía de barrido, y el diseño de técnicas para mejorar la capacidad de resolución de dichos sistemas. Se comienza con la teoría de focalización de haces a través de sistemas ópticos con simetría de revolución, en los casos paraxial y no paraxial, estudiando, en este último, la focalización, tanto escalar, como vectorial y analizando la importancia de algunos parámetros del sistema óptico, como son la apertura númerica y el número de Fresnel . La alta apertura númerica que caracteriza los sistemas de microscopía hace que los efectos debidos al estado de polarización de la luz no puedan obviarse en un estudio riguroso de la formación de imágenes en ellos. En cuanto al número de Fresnel se analiza la dependencia de la estructura del volumen focal con dicho número, comprobando que la posición de la abertura difractante es determinante en el valor del citado parámetro, y por tanto, en la geometría del volumen focal. Se comprueba el fenómeno de forma experimental con un dispositivo que permite medir las posiciones de los mínimos de la irradianda axial y observar la pérdida de simetría de la estructura del volumen focal. A continuación se estudia la formación de imágenes en los sistemas de microscopía de barrido, analizando los casos en los que se trabaja por fluorescencia, tanto a uno, como a dos fotones, y el caso particular de microscopía confocal 4Pi. Para mejorar las prestaciones de estos sistemas, caracterizados por una singular capacidad de seccionado óptico y una alta resolución axial y transversal, se propone el uso de técnicas de conformado de la respuesta unidad, que son de especial interés porque permiten obtener mejoras significativas sin necesidad de efectuar modificaciones importantes en la estructura del microscopio. Por un lado, se proponen diferentes tipos de filtros, tanto binarios de amplitud y fase, como flitros bivaluados combinados con la utilización de luz poralizada radialmente. Por otro lado, se presenta una técnica consistente en la combinación de las imágenes obtenidas por un sistema confocal en el que el haz procedente de la muestra focaliza en dos detectores diferentes.

Autor: Suárez Álvarez Isaac.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID.
Centro de lectura: Facultad de Ciencias.
Centro de realización: Facultad de Ciencias (Universidad Autónoma de Madrid).

Resumen: Cada vez más, tanto en las redes de telecomunicaciones como en los circuitos electrónicos, se están reclamando mayores prestaciones en cuanto a factores como ancho de banda o velocidad de procesado de la información, para las cuales la electrónica tradicional se encuentra limitada. Por ello se busca en la Fotónica la tecnología que coja el testigo de la Electrónica en tareas como la transmisión y el procesado de la información, ya que utilizando fotones en lugar de electrones se puede disponer de un ancho de banda prácticamente infinito junto, con unos tiempos de respuesta inferiores a los picosegundos. Una de las ramas de la Fotónica que más ha contribuido en su desarrollo es la Óptica Integrada, que consiste en la fabricación de varios dispositivos ópticos en un substrato de dimensiones reducidas, de la misma forma que la Microelectrónica lo hace con los dispositivos electrónicos. A su vez, dentro de la Óptica Integrada, uno de los dispositivos más importantes es el modulador electroóptico, el cual permite transferir información eléctrica al dominio óptico. Para la implementación de este dispositivo existen varias soluciones, siendo la configuración más eficiente la basada en un interferómetro Mach-Zehnder integrado. Por otro lado, hay también varias alternativas como material para su fabricación, de los cuales el niobato de litio es uno de los más utilizados. En la fabricación de guías de onda en LiNbO3, y en particular interferómetros Mach-Zehnder, existen a su vez varias técnicas, proponiéndose en este trabajo la difusión de cinc como una tecnología interesante para la fabricación de circuitos ópticos integrados. De esta manera, el objetivo de esta tesis doctoral es construir interferómetros Mach-Zehnder integrados en LiNbO3:Zn para que operen como moduladores electroópticos. Para ello, en primer lugar se comenzó el trabajo con el estudio de guías de onda planas (que confinan la luz en una dimensión) utilizando tecnología de LiNbO3:Zn. En segundo lugar se pasó a trabajar con guías acanaladas (que confinan la luz en dos dimensiones), empezando con guías acanaladas rectas para pasar después a trabajar con guías curvas, como son las uniones en Y de las que están compuestos los interferómetros Mach-Zehnder. Todos estos pasos incluyen el diseño, fabricación, caracterización óptica y modelado de los dispositivos. Así, una vez terminado esta primera parte del trabajo se disponía de interferómetros Mach-Zehnder, con bajas pérdidas de propagación y con un funcionamiento correcto de las uniones en Y. A continuación, se depositaron electrodos metálicos sobre los interferómetros fabricados, con el objetivo de poder controlar un cambio de fase por efecto electroóptico en las ramas del interferómetro que a la salida del dispositivo se convierta en una modulación de amplitud; en definitiva, para que los IMZ fabricados trabajen como moduladores. Todo ello implica el diseño y simulación de los electrodos, su depósito sobre el interferómetro, y finalmente la caracterización del dispositivo completo como modulador electroóptico integrado.