De nombreux chercheurs travaillent dans le domaine de l'optique non linéaire, qui est l'étude de tous les effets qui peuvent être décrits comme des interactions multi-photons dans divers systèmes de matériaux, y compris les cas où la fréquence d'un ou plusieurs photons tend vers zéro. Motivés par les besoins de ces chercheurs, des réunions ont vu le jour au cours des dernières années sous le nom de « Foundations of Nonlinear Optics ». Les deux plus récentes de ces réunions ont eu lieu à l'Université Lehigh en 2015, et à l'Université Tufts en 2016, et le prochain aura lieu à l'Université des Bahamas.

Maintenant, une particularité de Le Journal de l'Optical Society of America B a été publié avec les contributions de plusieurs des participants à ces réunions, ainsi que d'autres. Le numéro s'intitule Optique non linéaire près de la limite fondamentale et contient des articles allant de la fondamentale, analyse des premiers principes de la réponse non linéaire et de ses origines, au travail expérimental.

Selon l'introduction du numéro :« Ce numéro de dossier est dédié aux travaux sur l'optique non linéaire de second ordre (interactions à trois photons) et sur l'optique non linéaire de troisième ordre (interactions à quatre photons) qui se concentrent sur la compréhension des mécanismes fondamentaux de l'optique non linéaire. réponse lorsque la non-linéarité est grande et s'approche de la limite quantique fondamentale - un régime requis par les applications et caractérisé par une physique intéressante."

Co-éditeur Biaggio, un professeur du département de physique de Lehigh a déclaré :« Tout le problème des fonctionnalités consiste à rechercher de nouvelles façons de comprendre et d'optimiser la capacité de certains matériaux à médier l'interaction lumière-lumière. Des exemples sont deux photons de la même fréquence qui se combinent pour en créer un deux fois. la fréquence - connue sous le nom de génération de deuxième harmonique - ou trois photons se combinant pour en produire un quatrième - ce qui pourrait potentiellement conduire à des choses comme des transistors optiques.

Un article du groupe de recherche de Biaggio, intitulé "Longueur de conjugaison optimale dans les molécules donneur-accepteur pour l'optique non linéaire de troisième ordre", est également inclus dans le numéro de l'article. L'étude s'appuie sur les recherches antérieures de l'équipe qui ont démontré des performances record pour des molécules individuelles et développé une nouvelle façon d'utiliser ces molécules pour fabriquer des matériaux à l'état solide de haute qualité, des matériaux qui ont ensuite été utilisés pour ajouter des fonctionnalités optiques non linéaires aux circuits optiques intégrés standard. .

Biaggio dit qu'il est important d'étudier comment l'efficacité optique non linéaire est maintenue lors de l'agrandissement des molécules, car l'augmentation de la taille moléculaire est l'un des moyens utilisés pour augmenter la force des effets qui conduisent aux interactions multi-photons. L'équipe avait précédemment noté qu'en ajoutant des groupes spéciaux à une petite molécule, appelés groupes donneurs et accepteurs, il était possible de maintenir la molécule proche de ces valeurs record d'efficacité. Mais, il dit, cela ne peut fonctionner que lorsque les molécules ne deviennent pas trop grosses.

"Cet article donne un premier aperçu de la façon dont l'allongement des molécules organiques - en ajoutant plus d'atomes de carbone à une chaîne d'atomes de carbone - influence leur capacité à médier les interactions multi-photons pour la commutation tout optique, et comment cette capacité dépend de la longueur d'onde des photons, " dit Biaggio.

Il ajoute :« Dans cette étude, nous avons finalement déterminé expérimentalement jusqu'où on peut aller pour agrandir la molécule tout en profitant des avantages de la substitution donneur-accepteur."