Un gran número de investigadores están trabajando en el área de la óptica no lineal, que es el estudio de todos los efectos que pueden describirse como interacciones de múltiples fotones en varios sistemas de materiales, incluidos los casos en los que la frecuencia de uno o más fotones tiende a cero. Motivado por las necesidades de estos investigadores, En los últimos años han surgido reuniones bajo el nombre de "Fundamentos de la óptica no lineal". Las dos más recientes de estas reuniones tuvieron lugar en la Universidad de Lehigh en 2015, y en la Universidad de Tufts en 2016, y el próximo tendrá lugar en la Universidad de Bahamas.
Ahora, una característica especial de La revista de la Optical Society of America B ha sido publicado con contribuciones de varios de los participantes en estas reuniones, así como otros. El tema se llama Óptica no lineal cerca del límite fundamental y contiene artículos que van desde lo fundamental, análisis de los primeros principios de la respuesta no lineal y sus orígenes, al trabajo experimental.
Según la introducción del número:"Este número de funciones está dedicado a trabajos tanto en óptica no lineal de segundo orden (interacciones de tres fotones) como en óptica no lineal de tercer orden (interacciones de cuatro fotones) que se centran en comprender los mecanismos fundamentales de la óptica no lineal respuesta cuando la no linealidad es grande y se acerca al límite cuántico fundamental, un régimen requerido por las aplicaciones y caracterizado por una física interesante ".
Coeditor Biaggio, un profesor del Departamento de Física de Lehigh dice:"Todo el tema de las características consiste en buscar nuevas formas de comprender y optimizar la capacidad de ciertos materiales para mediar en la interacción luz-luz. Por ejemplo, dos fotones de la misma frecuencia se combinan para crear uno en dos la frecuencia, conocida como segunda generación armónica, o tres fotones que se combinan para producir un cuarto, lo que potencialmente podría conducir a cosas como transistores ópticos ".
Un artículo del grupo de investigación de Biaggio, titulado "Longitud de conjugación óptima en moléculas de donante-aceptor para óptica no lineal de tercer orden", también se incluye en el número de características. El estudio se basa en la investigación anterior del equipo que demostró un rendimiento récord para moléculas individuales y desarrolló una nueva forma de usar esas moléculas para fabricar materiales de estado sólido de alta calidad, materiales que luego se han utilizado para agregar funcionalidad óptica no lineal a los circuitos ópticos integrados estándar. .
Biaggio dice que estudiar cómo se mantiene la eficiencia óptica no lineal cuando se hacen las moléculas más grandes es importante porque el aumento del tamaño molecular es una de las formas utilizadas para aumentar la fuerza de los efectos que conducen a interacciones de múltiples fotones. El equipo había notado anteriormente que al agregar grupos especiales a una molécula pequeña, llamados grupos donantes y aceptores, es posible mantener la molécula cerca de esos valores récord de eficiencia. Pero, él dice, esto solo puede funcionar cuando las moléculas no crecen demasiado.
"Este artículo proporciona un primer vistazo a cómo hacer que las moléculas orgánicas sean más largas, agregando más átomos de carbono a una cadena de átomos de carbono, influye en su capacidad para mediar interacciones de fotones múltiples para la conmutación totalmente óptica, y cómo esa capacidad depende de la longitud de onda de los fotones, "dice Biaggio.
Agrega:"En este estudio, finalmente hemos determinado experimentalmente hasta dónde se puede llegar para hacer que la molécula sea más grande sin dejar de disfrutar de los beneficios de la sustitución de donante-aceptor ".
