Influencia de los parámetros experimentales en la técnica F-Scan para la determinación de la absorción nolineal de dos fotones

Abstract

RESUMEN: F-scan es una técnica de caracterización de propiedades ópticas no lineales que permite determinar el coeficiente de absorción de dos fotones en materiales del tipo semiconductor, y surge como una alternativa a la técnica Z-scan. Su característica principal es el uso de una lente electro-óptica que cambia su longitud focal en función de una corriente aplicada, en reemplazo del desplazamiento de la muestra a través del eje óptico del montaje, permitiendo determinar la variable de interés mediante un ajuste de los datos experimentales. No obstante, como todas las técnicas de este tipo, F-scan requiere de la determinación de varios parámetros experimentales; que influyen en la determinación del valor correcto de absorción de dos fotones (TPA). En este trabajo se hace uso de diferentes aproximaciones y herramientas estadísticas para determinar cómo influye cada uno de los parámetros en la precisión del valor de determinado o variable de interés; en este caso: el coeficiente de absorción de dos fotones β. Un ajuste correcto de los datos experimentales es crucial para obtener un valor confiable del parámetro de interés. Por lo tanto, es importante conocer los valores de todos los parámetros experimentales con la mayor precisión posible para utilizar la menor cantidad de parámetros de interés como variables de ajuste, especialmente si la técnica requiere el conocimiento de un gran número de parámetros (en este caso 10 parámetros experimentales). Pero en ocasiones esto no es posible, y los parámetros experimentales sólo se conocen con una incertidumbre considerable. Por lo tanto, es de gran valor conocer cuales de estos parámetros influyen más en la incertidumbre de la variable de interés, y como influyen. Los parámetros principales analizados fueron diámetro del haz, longitud de onda, potencia promedio, ancho temporal del pulso, la frecuencia del pulso, el espesor de la muestra y la distancia muestra-lente. Se encontró que los parámetros que más influyen son el ancho temporal, y la frecuencia de pulso, lo cual conlleva a que para un valor correcto de TPA estos parámetros deben ser medidos con un bajo error relativo. Además, del análisis estadístico y diferentes pruebas visuales y analíticas se determinó la distribución estadística de TPA.