La óptica no lineal es una tecnología habilitadora clave de nuestra sociedad moderna, como en imágenes y comunicación de datos de alta velocidad. Pero los dispositivos tradicionales adolecen de coeficientes ópticos no lineales relativamente pequeños de los materiales ópticos convencionales. Un equipo interdisciplinario de científicos de la Universidad de Aalto, Universidad de Finlandia Oriental, Universidad de Arizona, Universidad de Cambridge, Universidad de Ottawa, Instituto Italiano de Tecnología, y la Universidad Nacional de Singapur, descubrió que el disulfuro de molibdeno monocapa, un material en capas bidimensional (2-D) único similar al grafeno, tiene una respuesta óptica no lineal extremadamente grande, que puede convertir eficientemente fotones de baja energía en fotones coherentes de alta energía.

"Esta propiedad inusual se puede utilizar para dispositivos fotónicos en chip altamente miniaturizados, como imágenes de alta resolución y aplicaciones de conmutación de datos ópticos eficientes, "dice el profesor Zhipei Sun de la Universidad de Aalto, Finlandia.

Los investigadores también observaron que los procesos multifotónicos no lineales de este material son muy sensibles al número de capas y la orientación de los cristales. Los investigadores demostraron que estos procesos ópticos no lineales también podrían explotarse para una caracterización rápida y confiable de materiales similares atómicamente delgados. Esto es de gran interés para la investigación y la industria.

"Nuestro enfoque multifotónico demostrado es unos pocos órdenes de magnitud más rápido que los métodos de microscopía óptica convencionales. Esto muestra claramente su potencial para la caracterización industrial de dispositivos y materiales de gran volumen y gran tamaño para la electrónica y la fotónica de próxima generación". "dice el profesor Harri Lipsanen de la Universidad de Aalto.

Curiosamente, El equipo internacional también descubrió que los procesos ópticos no lineales de alto orden son más fuertes que los de bajo orden. Esto es contrario a la intuición, y es bastante sorprendente, ya que la intensidad de los procesos no lineales generalmente disminuye con el orden en el libro de texto. Prof. Nasser Peyghambarian, el Profesor Distinguido de Finlandia de la Facultad de Ciencias Ópticas de la Universidad de Arizona, ESTADOS UNIDOS, Destacar:

"Una respuesta óptica no lineal tan única no solo es interesante para la física fundamental, pero también muy destacable para aplicaciones prácticas, tal como, microscopía, terapia, y cambio de datos ".