MCO con átomos calientes.
Se demuestra la transferencia de estructura de fase a través de un proceso de mezclado de cuatro ondas (FWM) en Rb87. Los estados atómicos empleados en dicho proceso siguen una configuración atómica en escalera constituida por la transición atómica doble 5S1/2 → 5P3/2 → 5D5/2, que es excitada por dos haces de bombeo de longitud de onda de 780 nm y 776 nm, respectivamente. Esto da lugar al decaimiento en cascada 5D5/2 → 6P3/2 → 5S1/2 que genera luz en 5.2 µm y 420 nm, en ese mismo orden. En este esquema de conversión de longitud de onda, se llevan a cabo dos experimentos, el primero enfocado en la herencia de los modos de Mathieu pares (e impares) impresos en la luz de bombeo de 776 nm hacia la luz de decaimiento de 420 nm. El segundo experimento está centrado en la herencia de momento angular orbital (OAM) pero en este caso imprimiendo los modos de Mathieu helicoidales. Ambos experimentos comparten básicamente el mismo arreglo óptico de FWM, añadiendo un interferómetro de Michelson para el reconocimiento de vórtices ópticos con OAM. Tales arreglos se muestran a continuación.
Se destacan algunos elementos del arreglo de la siguiente forma: (P1) Haz de bombeo de 780 nm, (DHP) Divisor de haz polarizante, (FI) Filtro de interferencia, (FA) Filtro azul, (T1,T2) Telescopios, [DHNP] Divisor de haz no polarizante, [M1,M2] Espejo.
Las imágenes presentadas muestran los resultados experimentales obtenidos del FWM para haces de Mathieu impares de orden 4, tanto en la longitud de onda de 776 nm (P2, en rojo) como en la de 420 nm (LCA, en azul). Específicamente, el renglón superior exhibe el correspondiente espacio de distribución de intensidad asociado a su estructura (ó espacio de configuración), mientras en el renglón inferior se ilustra el espacio de distribución de intensidad del espectro (ó espacio de Fourier). La forma de analizar la estructura de los modos transferidos se basó en la medición del parámetro de elipticidad, característico de los haces de Mathieu, por medio de mediciones cuantitativas de los espacios de configuración y de Fourier obtenidas con una cámara CMOS (y una lente para el caso de Fourier). El análisis cuantitativo sobre los modos de Mathieu que participan en el proceso de FWM permite afirmar que los modos Mathieu azules (pares e impares) heredan con éxito la elipticidad de sus análogos infrarrojos, y por ende la estructura espacial a través del proceso de FWM.
En el caso de la herencia de OAM, con la ayuda del interferómetro se consiguió identificar los vórtices ópticos en la luz paramétrica azul, al interferir el haz de decaimiento azul consigo mismo. Dado que los vórtices ópticos poseen un OAM asociado, entonces la transferencia de vórtices ópticos entre las longitudes de onda infrarroja y azul demuestra la herencia de momento angular orbital a través del proceso de mezclado de cuatro ondas.
