Trabajo de Fin de Máster

Una vez superadas el resto de asignaturas, para obtener el título de máster cada estudiante debe presentar su Trabajo de Fin de Máster, en el que deberá mostrar las competencias y conocimientos adquiridos a lo largo del curso. A continuación se expone el listado de trabajo que se proponen para este curso. Sin embargo, los estudiantes podrán proponer otros proyectos a los profesores del máster para que se los tutoricen.

Listado de trabajos Fin de Máster

(Pinchar en el título para obtener más detalles)

Tutor/a: Noemí Merayo

Estudiante:

Descripción: En este TFM se pretende analizar con cierta profundidad el estándar futuro de redes ópticas de acceso NG-PON2. Este análisis se centrará en el estudio de dichas nivel de físico y su nivel de relevancia estriba en que estas arquitectura de acceso serán con toda seguridad las desplegadas en el tramo de acceso en un futuro inmediato, siendo sus predecesoras, actualmente desplegadas a nivel mundial, las redes pasivas ópticas PON (Passive Optical Networks). Estas nuevas arquitecturas de acceso están basadas en la combinación híbrida de TDM (Time Division Multiplexing) y WDM (Wavelenght Division Multiplexing) lo que supondrá un impacto no solo a nivel de protocolos sino también a nivel físico. De este modo, en este TFM se propone analizar y proponer arquitecturas TWDM-PON con la finalidad de reducir costes y aumentar tanto el número de usuarios conectados como la distancia y tasa de transmisión alcanzada extremo a extremo.

Tutor/a: J. C. Aguado

Estudiante:

Descripción: La espectroscopia de polarización tiene un ámbito de aplicación importante en el análisis de plasma. Sin embargo, como la mayoría de técnicas de espectroscopía, tiene un número importante de factores que pueden influir en la señal que se desea medir y que, mediante un tratamiento de señal adecuado, pueden ser convenientemente compensados. Además, una vez limpiada la señal es necesario realizar una interpretación de los datos en bruto para obtener la información deseada. El objetivo del trabajo es estudiar e implementar una serie de algoritmos que ayuden a la interpretación de los datos obtenidos mediante un equipo de espectroscopía de este tipo que está situado en el edificio de ciencias de la Universidad de Valladolid.

Lugar de trabajo: Este trabajo se puede realizar en Salamanca con alguna visita a Valladolid para conocer el equipamiento y hablar con el tutor.

Tutor/aJ. Rodríguez E. Conejero

Estudiante:

Descripción: En este trabajo proponemos estudiar numéricamente la propagación de pulsos ultracortos (de pocos ciclos) en medios ionizables, resolviendo las ecuaciones de Maxwell con la técnica FDTD. Los pulsos láser de alta intensidad, al propagarse, pueden generar cargas libres por distintos procesos de ionización y absorción no lineal. Estas cargas, a su vez, interaccionan con el propio pulso laser, modificando drásticamente su propagación. En el trabajo se implementará la técnica FDTD adaptada a un modelo de material realista que permita introducir el efecto de la ionización y su efecto en la propagación.

Se requieren conocimientos del lenguaje de programación C (Métodos Computacionales) así como fundamentos básicos de teoría de la dispersión (Introducción a la Interacción Láser-Materia)

Referencias:

R. Joseph, A. Taflove, “FDTD Maxwell’s equations models for nonlinear electrodynamics and optics”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 45, 364 (1997)

Tutor/a: J. Jiménez

Estudiante:

Descripción:

Tutor/aLuis Plaja y Carlos Hernández-García

Estudiante:

Descripción: El esquema tradicional del láser, un medio activo en una cavidad óptica, encuentra su límite superior en el ultravioleta. Si queremos desarrollar una fuente de radiación coherente de longitud de onda menor (rayos x), debemos cambiar radicalmente esquema. De esta forma, los rayos x coherentes se producen en láseres de electrones libres o a través de la generación de armónicos de orden elevado, en los que no se produce la inversión de población. Sin embargo, estos esquemas también tienen sus limitaciones. ¿Debemos entonces renunciar a un posible láser de rayos gamma?… Quizás no. En este trabajo exploraremos desde un punto de vista teórico (simulación numérica) algunos esquemas que puedan abrir esta posibilidad. Es un trabajo fundamental, que requiere conocimientos de física cuántica y electromagnetismo a nivel de graduado en física. Se requerirá también saber programar al nivel que se enseña en el máster.

Tutor/aJ. San Roman y Carlos Hernández-García

Estudiante:

Descripción: Los haces vectoriales de luz son haces que presentan una polarización lineal variable a lo largo de su sección transversal, siendo los más conocidos los haces con polarización radial o azimutal [1]. Estos haces tienen un gran interés hoy en día para múltiples aplicaciones en microscopía, espectroscopía, aceleración de partículas y magnetismo. El trabajo consistirá en desarrollar un modelo numérico basado en la difracción de la luz para describir el comportamiento de estos haces cuando se focalizan bajo diversas condiciones. Nuestro grupo ha liderado recientemente un trabajo teórico y experimental para la generación de haces vectoriales en el régimen del ultravioleta lejano y de los rayos X [2]. Aplicaremos este modelo para describir la focalización de haces radiales y azimutales con longitudes de onda desde el infrarrojo hasta los rayos X.

Trabajo de ámbito teórico. Se necesitará saber programar en algún tipo de lenguaje científico (Fortran, C, Matlab o Mathematica)

Referencias:

[1] Q. Zhan, “Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications”, Adv. Opt. Phot. 1, 1-57 (2009).

[2] Carlos Hernández-García, Alex Turpin, Julio San Román, Antonio Picón, Rokas Drevinskas, Ausra Cerkauskaite, Peter G Kazansky, Charles G Durfee, Íñigo J Sola, “Extreme ultraviolet vector beams driven by infrared lasers”, Optica 4, 520-526 (2017).

Tutor/aJ.A. Pérez y L. Roso

Estudiante:

Descripción: La generación de armónicos de orden alto o HHG (de sus siglas en inglés High-order Harmonic Generation) constituye actualmente uno de los campos de investigación punteros dentro de la línea de investigación basada en la Interacción de Láseres Intensos con átomos. Investigaciones recientes, principalmente teóricas, han puesto de manifiesto que una adecuada manipulación del pulso láser incidente puede aumentar considerablemente el orden armónico y como consecuencia la obtención de fotones cada vez más energéticos, en el rango del XUV e incluso más allá. Una forma de modificar el pulso láser es induciendo una pequeña inhomogeneidad espacial generada por una nano antena metálica o una nanopartícula justo antes de la interacción con el correspondiente átomo, molécula o ión.

Se pretende hacer un estudio detallado, desde el punto de vista clásico, de cómo influye esta inhomogeneidad en las trayectorias de recombinación de los electrones, responsables de la generación de armónicos. Para ello necesitaremos implementar y resolver numéricamente la ecuación de Newton-Lorentz sin considerar el efecto del campo magnético.

Este estudio será complementado comparando las predicciones clásicas con los correspondientes espectros de armónicos que serán calculados mediante códigos numéricos ya hechos previamente.

El trabajo es enteramente teórico donde se utilizará la programación numérica como herramienta habitual.

Se recomienda tener unos conocimientos mínimos de Física Atómica y Óptica no Lineal. Se utilizarán bastantes conceptos de la asignatura del máster Pulsos Ultracortos.

También se considera imprescindible tener unos conocimientos mínimos de programación numérica en, al menos, uno de los siguientes lenguajes de programación: Fortran, C, Mathematica y/o Matlab.

Tutor/a: Ana García, Íñigo Sola y Julio San Román

Estudiante:

Descripción: La caracterización espacial de un haz es indispensable para optimizar el uso de un láser. Uno de los parámetros más empleados para tener una idea de la calidad espacial de un haz es el parámetro M^2. El laboratorio láser de la USAL dispone de un nuevo dispositivo comercial para medir el M^2 de un haz láser. El objetivo principal de este trabajo consistirá en su puesta a punto y en comprobar mediante un dispositivo “casero” su correcto funcionamiento.

El trabajo es enteramente experimental y se realizará en los laboratorios láser de la USAL.

Tutor/a: Enrique Conejero y Julio San Román

Estudiante:

Descripción: Este proyecto consistirá en el desarrollo de un código de simulación de la propagación no lineal de un pulso láser ultracorto a través de un fibra de cristal fotónico. Estas fibras presentan unas propiedades de propagación (dispersión) muy interesantes y flexibles, que junto con su despreciable atenuación y la alta no linealidad por el alto confinamiento espacial de la luz, las hacen dispositivos muy útiles para estudiar efectos no lineales. El estudiante realizará las pruebas necesarias para demostrar que el código funciona correctamente para después realizar un estudio detallado de la capacidad de control que se tiene en este tipo de propagaciones a través de la fase inicial del pulso.

El trabajo es teórico, de simulación. En principio se puede realizar bajo algún software comercial (como Matlab) o usando algún lenguaje estándar de propagación (principalmente C).

Tutor/a: Benjamín Alonso

Estudiante:

Descripción: La técnica dispersion-scan o d-scan (barrido de dispersión) consiste en recuperar la información temporal y espectral de un pulso ultracorto a partir de una traza bidimensional [1]. La mayoría de los algoritmos que se han utilizado para ello están basados en optimización no lineal multiparamétrica. Estos algoritmos se han utilizado recientemente para obtener la dispersión del compresor utilizado, además del propio pulso [2]. Por otro lado, se han desarrollado algoritmos iterativos rápidos basados en proyecciones [3].

En este TFM el alumno se tendrá que familiarizar con la técnica y la bibliografía relacionada. El objetivo principal del trabajo será la implementación de un algoritmo rápido de proyecciones y que a la vez sea capaz de calibrar la dispersión del compresor, aunando las bondades de [2] y [3], estudiando las limitaciones de estas técnicas. El estudiante tendrá que ser capaz de reconstruir trazas simuladas en distintos escenarios. Simulará el efecto del ruido experimental sobre el resultado y probará su algoritmo con medidas experimentales.
Requiere de los conocimientos de pulsos ultracortos impartidos en el Máster y de conocimientos de programación, por ejemplo, en Matlab.
 

Referencias:

[1] Miguel Miranda, Cord L. Arnold, Thomas Fordell, Francisco Silva, Benjamín Alonso, Rosa Weigand, Anne L’Huillier, and Helder Crespo, “Characterization of broadband few-cycle laser pulses with the d-scan technique,” Opt. Express 20, 18732-18743 (2012).

[2] Benjamín Alonso, Íñigo J. Sola and Helder Crespo, “Self-calibrating d-scan: measuring ultrashort laser pulses on-target using an arbitrary pulse compressor,” Scientific Reports 8, 3264 (2018).

[3] Miguel Miranda, João Penedones, Chen Guo, Anne Harth, Maïté Louisy, Lana Neoričić, Anne L’Huillier, and Cord L. Arnold, “Fast iterative retrieval algorithm for ultrashort pulse characterization using dispersion scans,” J. Opt. Soc. Am. B 34, 190-197 (2017).

Documentación sobre el Máster

Reglamento de Trabajos de Fin de Máster de la Universidad de Salamanca.

Reglamento específico de Trabajos de Fin de Máster del Máster de Física y Tecnología de los Láseres en la Universidad de Salamanca.

Normas complementarias de estilo para el Trabajo de Fin de Máster.

Modelo de solicitud de defensa de Trabajo de Fin de Máster.

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