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metadata.dc.type: Tese
Title: Localização de Anderson da Luz: forte dependência com ângulo de incidência
metadata.dc.creator: Xavier, Mário César Soares
metadata.dc.contributor.advisor1: Villar, Ernesto Jimenez
metadata.dc.description.resumo: A Localização da luz em um sistema tridimensional, 3D, (a verdadeira localização de Anderson) é uma fronteira aberta de pesquisa na ciência que mostra perspectivas completamente novas dos fenômenos óticos, o qual poderá abrir uma nova linha para fabricar dispositivos fotônicos avançados. No entanto, a observação direta da localização da luz tem resultado difícil de alcançar. Por esta razão, propusemos uma estratégia para observar a face de transição à localização através de um conjunto de experimentos em função do ângulo de incidência. Os resultados obtidos nestes experimentos são completamente diferentes aos esperados no regime de difusão clássico e estes poderiam ser resultados do transporte anômalo da luz no regime de transição a localização. Neste trabalho estudamos o transporte da luz para diferentes ângulos de incidência em um meio ótico fortemente desordenado composto por nanopartículas de núcleo-casca (TiO2@Silica) suspensas em etanol. Uma diminuição da condutância ótica e um aumento de absorção perto da borda de entrada são observados quando o ângulo de incidência foi aumentado. Esse comportamento anômalo foi associado a um aumento da densidade de estados localizados (aumento de localização) perto da borda de entrada, o que poderia ser explicado por um grande aumento da reflexão interna com o ângulo de incidência, que por sua vez seria uma consequência direta do incremento do índice de refração efetivo perto da borda de entrada devido ao próprio fenômeno de localização. A reflexão especular, medida para os fótons que entram na amostra, é consideravelmente menor do que a reflexão interna efetiva medida para os fótons retroespalhados coerentemente na direção exatamente oposta, indicando uma propagação não-recíproca da luz (quebra da simetria de espelho ou paridade). Este estudo representa uma nova abordagem para entender a complexidade da física envolvida neste meio ótico fortemente desordenado no regime crítico de transição à localização.
Abstract: Anderson localization of light in 3D (true Anderson localization) is an open research frontier in science that shows prospects of completely new optical phenomena, which might one day result in important photonics devices. However, direct observation of localization has shown to be difficult and elusive. Instead, we propose a strategy of observing the phase transition to localization by means of a set of specifically designed experiments. We demonstrate that the outcome of these experiments is completely different than expected in the diffusive regime and can be explained by the onset of localization. This work studies the transport of light for different incidence angles in a strongly disordered optical medium composed by core-shell nanoparticles (TiO2@Silica) suspended in ethanol solution. A decrease of optical conductance and an increase of absorption near the input border are reported when the incidence angle is increased. We associated this anomalous behavior to an increase of the density of localized states (localization increase) near the input border, which could be explained by a large increase of internal reflection with the incidence angle, which in turn would be a direct consequence of the enhancement of the effective refractive index near the input border by localization itself. The specular reflection, measured for the photons that enter the sample, is considerably lower than the effective internal reflection undergone by the coherently backscattered photons in the exact opposite direction, indicating a non-reciprocal propagation of light (mirror-symmetry breaking). This study represents a novel approach in order to understand the complex physics involved in a strongly disordered optical medium at the critical regime of approaching localization.
Keywords: Fotônica em meios desordenados
Localização de Anderson da luz
Quebra de simetria de paridade
Médios ópticos fortemente desordenados
Espalhamento múltiplo
Nanopartículas de núcleo-casca
Photonics in disordered media
Anderson localization of light
Mirrorsymmetry breaking
Multiple scattering
Strongly disordered optical media
Core-shell nanoparticles
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Física
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/14055
Issue Date: 6-Jul-2018
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