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Proyecto: Fuentes de luz especializadas 
Responsable: Roger Sean  Cudney  Bueno
Tipo de proyecto: Proyecto Conacyt
Resumen: Este proyecto es sobre el desarrollo y uso de fuentes de luz especializadas basadas
principalmente en cuasi-empatamiento de fases en materiales con dominios ferroeléctricos, por
lo que primero presentaremos una breve descripción de lo que es la conversión de frecuencias
ópticas mediante cuasi-emptamiento de fases y de lo que son los dominios ferroeléctricos.
Cuando un haz intenso interacciona con un medio que tiene una nolinealidad de orden 2
(¿orden 2¿ significa que la polarización del medio es proporcional al cuadrado del campo
eléctrico de la luz incidente) se pueden generar ondas con otras frecuencias. Como ejemplo,
veamos el caso de la generación óptica paramétrica, que es cuando un haz de bombeo que
incide sobre un cristal nolineal produce otros dos haces, conocidos como haz "señal" y haz
"acompañante". Por cada par de fotones señal y acompañante que se crean se destruye un
fotón de bombeo. La conservación de la energía requiere que la energía del fotón incidente sea
igual a la suma de las energías de los fotones creados, por lo que la frecuencia del haz de
bombeo debe ser igual a frecuencia del haz señal más la del acompañante. Existe un número
infinito de pares de frecuencias de señal y acompañante que cumplen esta condición. Sin
embargo, la conservación del momento lineal impone una restricción adicional, que es que el
momento del fotón incidente sea igual a la suma de los momentos de los fotones creados más
el momento que pueda adquirir el medio nolineal. El momento de cada fotón es proporcional a
su frecuencia y al índice de refracción a esa frecuencia, por lo que dispersión del índice de
refracción juega un papel sumamente importante en la conservación de momento lineal. Por
otro lado, se puede demostrar que el momento que adquiere el medio nolineal dependerá
fuertemente de qué tan inhomogénea es la nolinealidad a lo largo del medio. En particular,
cuando el signo de la nolinealidad alterna con una periodicidad espacial específica, el momento
que podrá adquirir el fotón es inversamente proporcional a esta periodicidad. De lo anterior se
concluye que la dispersión del índice de refracción del medio y la periodicidad de la nolinealidad
definen las frecuencias de la señal y el acompañante que se generan. Cuando se cumple la
condición de conservación de energía y de momento (incluyendo el momento que adquiere o
cede el medio nolineal) se dice que se tiene la condición de cuasi-empatamiento de fases [1].
Además de la generación óptica paramétrica hay otros procesos nolineales similares en donde
interaccionan tres ondas, como la suma y diferencia de frecuencias. Estos procesos están
descritos en la Fig. 1 del archivo anexo.
Para emplear la técnica de cuasi-empatamiento de fases se requiere una manera de alternar el
signo de la nolinealidad del medio. Esto se puede lograr fácilmente en los cristales
ferroeléctricos, que son medios que poseen un momento dipolar intrínseco, llamado
polarización espontánea, la cual puede ser girada mediante la aplicación de un campo eléctrico.
Vigencia: (2018-11-14 - 2020-10-13)

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