Pulsos ultracortos para la caracterización de nuevos materiales no lineales y para el análisis espectroscópico de estructuras periódicas en la banda de terahercios

Resumen

En este trabajo se emplean dos técnicas de caracterización de materiales, el Z-scan y la espectroscopía de THz, que tienen en común el uso de un láser de pulsos ultracortos (un oscilador de Ti:Zafiro) como fuente de luz. El Z-scan es una técnica muy consolidada que se aplica a la caracterización de las partes real e imaginaria de la variación no lineal del índice de refracción generada por pulsos láser suficientemente intensos, cuyas características determinan la naturaleza de los procesos no lineales implicados. En este trabajo se estudia la refracción no lineal de origen termo-óptico y la absorción no lineal en materiales emergentes para fotónica y optofluídica como los líquidos iónicos y los materiales orgánicos de nueva síntesis basados en derivados de la vildagliptina. Los resultados obtenidos en algunos de ellos sugieren un uso prometedor en dispositivos fotónicos y optofluídicos. La espectroscopía de dominio temporal en el rango de los terahercios es una técnica que se emplea para la identificación y caracterización de materiales. Esta técnica requiere el uso de láseres pulsados con pulsos del orden de los femtosegundos para la generación y detección de la radiación de terahercios. Durante este trabajo se desarrollan dos espectrómetros uno para realizar medidas por transmisión y otro para realizarlas por reflexión que se utilizan para la caracterización de estructuras fotónicas periódicas y líquidos iónicos. Se estudia el bandgap generado por estructuras fotónicas tipo woodpile fabricadas de óxido de zinc y alúmina en la región desde los 0.1 - 4THz. Por otro lado, se estudia la absorción de líquidos iónicos con átomos metálicos en la misma región de los THz. Los resultados obtenidos denotan que los espectrómetros poseen unas características que los hacen capaces de abarcar una amplia variedad de aplicaciones como: seguridad, diagnóstico médico, espectroscopía, química... y los materiales caracterizados podrían ser empleados para la generación de dispositivos en el rango de los terahercios.