Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/330322
Type: TESE DIGITAL
Title: Fenômenos quânticos e localização em sistemas optomecânicos
Title Alternative: Quantum effects and localization in optomechanical systems
Author: Roque, Thales Figueiredo, 1988-
Advisor: Vidiella Barranco, Antonio, 1963-
Abstract: Resumo: Os sistemas optomecânicos são sistemas físicos onde a radiação interage com graus de liberdade mecânicos por meio da pressão de radiação. Estes sistemas destacam-se pela flexibilidade e pelo alto grau de controle sobre a interação optomecânica. Nesta tese, nós apresentamos um estudo teórico acerca dos sistemas optomecânicos, o qual pode ser dividido em duas partes: a primeira parte se dedica ao uso de sistemas optomecânicos na geração de estados não clássicos, e a segunda parte se dedica ao estudo da localização de Anderson em redes optomecânicas. Na primeira parte, nós estudamos, primeiramente, a geração de estados da radiação com estatística sub-Poissoniana no regime quântico não linear. Este tópico já havia sido estudado anteriormente em um sistema convencional composto por uma cavidade ótica acoplada a um oscilador mecânico. Neste trabalho, consideramos um sistema onde duas cavidades óticas interagem com um único oscilador mecânico. Nós mostramos que o sistema estudado permite a geração de estados com estatística sub-Poissoniana significativamente mais acentuada do que o sistema convencional. Além disso, os estados gerados são mais robustos com respeito ao ruído térmico do ambiente. Em seguida, estudamos a geração de estados estacionários comprimidos do oscilador mecânico em sistemas optomecânicos quadráticos operando no regime quântico linear. Nós mostramos que, bombeando a cavidade ótica com \textit{lasers} com frequências e amplitudes específicas, é possível gerar estados estacionários comprimidos do oscilador mecânico. Na segunda parte, nós estudamos a localização de Anderson em redes optomecânicas desordenadas. Redes optomecânicas são arranjos espacialmente ordenados de inúmeros modos óticos e mecânicos que interagem entre si por meio do acoplamento optomecânico. Em um cenário realista, devido a imprecisões na fabricação deste sistema, os parâmetros seriam desordenados. Nossos resultados mostram que os autoestados deste sistema são exponencialmente localizados. Além disso, observamos a existência de dois regimes de operação em redes optomecânicas desordenadas: o regime de acoplamento fraco e o regime de acoplamento forte. A transição entre estes dois regimes apresenta características não triviais que poderiam ser utilizadas para detectar experimentalmente a localização nestas estruturas. Nós estudamos também a dinâmica clássica de redes optomecânicas desordenadas no regime instável. Este é um tópico bastante desafiador, uma vez que a dinâmica é essencialmente não linear neste regime. Nós mostramos que, em um regime de parâmetros específico, é possível utilizar a aproximação linear para tempos curtos, e os resultados desta aproximação fornecem importantes informações sobre a dinâmica não linear. Nós ainda analisamos brevemente a emergência de comportamento caótico neste regime

Abstract: Optomechanical systems are systems in which radiation interacts with mechanical degrees of freedom via radiation pressure. These systems are well known for allowing great flexibility and high control over the optomechanical interaction. In this thesis, we present a theoretical investigation about optomechanical systems. This investigation can be divided in two parts: the first part is devoted to the generation of nonclassical states in optomechanical systems, and the second part is devoted to the study of Anderson localization in optomechanical arrays. In the first part, we study, firstly, the generation of optical sub-Poissonian states in the quantum nonlinear regime. This topic has been previously investigated in a conventional optomechanical system with one optical cavity coupled to one mechanical oscillator. Here, we investigate a system with two optical cavities coupled to one mechanical oscillator. We show that our system allows the generation of stronger sub-Poissonian states in comparison with the conventional system. In addition, the states generated in our system are more robust against thermal noise. Next, we investigate the generation of squeezed steady states of the mechanical oscillator in a quadratic optomechanical system operating in the quantum linear regime. We show that, if the optical cavity is pumped by lasers with specific frequencies and amplitudes, it is possible to generate such states. In the second part, we investigate Anderson localization in disordered optomechanical arrays. Optomechanical arrays are periodic arrays of optical and mechanical modes, which interact with each other via optomechanical coupling. In a realistic scenario, due to imprecisions in the fabrication of such a structure, the parameters of the system will be disordered. We show that the eigenstates in this system are exponentially localized. Furthermore, we show the existence of two regimes in disordered optomechanical arrays: the weak coupling regime and the strong coupling regime. The transition between these regimes displays nontrivial features that could be used to detect localization experimentally. We study also the classical dynamics of disordered optomechanical arrays in the unstable regime. This is a very challenging topic, since the unstable regime is essentially nonlinear. We show that, for a specific regime of parameters, it is possible to use the linear approximation for small times, and the linear results give us important informations about the nonlinear dynamics. We analyze briefly the emergence of chaotic behavior in the regime
Subject: Sistemas optomecânicos
Anderson, Localização de
Não-classicalidade
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Roque_ThalesFigueiredo_D.pdf3.17 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.