Sviluppo di una lente elettro-ottica per misure di accoppiamento laser in cavità a radiofrequenza

L'imperfetto accoppiamento fra modi di risonanza fondamentali delle varie cavità ottiche presenti nei moderni interferometri per onde gravitazionali e' uno degli ostacoli principali all'implementazione della luce squeezed. La qualità della luce squeezed e' infatti direttamente e rapidamente degradata dalle perdite ottiche presenti in questi strumenti, attualmente dominate proprio dai difetti di accoppiamento fra le cavità risonanti. Un'efficace strategia di correzione del problema necessita prima di tutto di un modo pratico ed affidabile di misurare le discrepanze di accoppiamento. Un possibile approccio e' quello di generare bande di modulazione nei modi spaziali che rappresentano le imperfezioni di accoppiamento, e rilevarne il battimento con il fascio laser principale. La modulazione deve tuttavia avvenire a radiofrequenza, e quindi fuori dalla portata dei tradizionali attuatori opto-meccanici. L'obiettivo di questo progetto e' quello di sviluppare un dispositivo innovativo basato su materiali elettro-ottici, in grado di modulare con sufficiente ampiezza la lunghezza focale totale dell'ottica di accoppiamento sfruttando l'effetto Pockels. Il sistema permetterà di raggiungere frequenze inaccessibili ai metodi opto-meccanici tradizionali, preservando al contempo la qualità del fascio. Inizialmente si esploreranno, sia con tecniche analitiche che con simulazioni numeriche, diverse possibili configurazioni. Le più promettenti verranno poi selezionate per realizzare alcuni prototipi, che verranno caratterizzati sia dal punto di vista della performance elettro-ottica che della qualità del fascio uscente. Verrà infine valutata la possibilità di caratterizzare l'entità della modulazione indotta tramite un fascio laser accoppiato ad una cavità . Il candidato acquisirà competenze nella modellizzazione agli elementi finiti (Comsol), nelle preparativa di campioni ottici e nelle tecniche di lavoro su banco ottico.