Dinámica intramolecular dirigida por pulsos láserestrategias para controlar la transferencia de población mediante procesos de dos fotones

Resumen

Mediante pulsos laser es posible observar y dirigir la dinamica de las moleculas. En esta tesis se proponen diversas estrategias para controlar las transiciones entre estados cuanticos vibracionales mediante procesos netos de dos fotones, que implican el uso de dos pulsos laser. El objetivo es preparar a las moleculas en estados cuanticos especificos o romper algun enlace determinado. Estos objetivos, a su vez, posibilitan mejorar el conocimiento de las propiedades espectroscopicas o reactivas de la molecula o bien suponen la preparacion de estados reactivos especificos. Estudiamos una clase especial de procesos dinamicos que poseen propiedades adiabáticas, esto es, que no son sensibles a la forma de los pulsos. Las esquemas propuestos implican el control de alguno de (o todos) los siguientes parametros del laser: frecuencia, intensidad, duraccion, retardo entre los pulsos y variación temporal de la frecuencia. En principio todos los esquemas son experimentalmente realizables en el laboratorio. Mediante simulacion numerica en modelos unidimensionales de moleculas diatomicas, despreciando efectos del entorno, se ha observado la elevada eficacia y estabilidad de los mismos. Los esquemas propuestos implican el control de la dinamica molecular en tres regimenes de intensidades y tiempos distintos. En el primero la molecula o atomo se considera un sistema de niveles cuanticos discretos, y se pretende poblar un estado determinado o un estado superposicion. Se proponen dos nuevas tecnicas de Raman coherente estimulado y no resonante, con pulsos de frecuencia variable, denominados CRAP y CRSP, que operan con intensidades en la escala de MW/cm2 y duracion de varios nanosegundos. En el segundo objetivo se pretende excitar secuencialmente los estados vibracionales de una molecula, para seleccionar estados muy excitados o romper el enlace molecular. Este esquema supone una extension del metodo CRAP al regimen de intensidades del orden de GW/cm2