L'optique non linéaire est une technologie habilitante clé de notre société moderne, comme dans l'imagerie et la communication de données à grande vitesse. Mais les dispositifs traditionnels souffrent des coefficients optiques non linéaires relativement faibles des matériaux optiques conventionnels. Une équipe interdisciplinaire de scientifiques de l'Université d'Aalto, Université de Finlande orientale, Université de l'Arizona, L'université de Cambridge, Université d'Ottawa, Institut italien de technologie, et Université nationale de Singapour, découvert que le disulfure de molybdène monocouche, un matériau en couches bidimensionnel unique (2-D) similaire au graphène, a une réponse optique non linéaire extrêmement grande, qui peut convertir efficacement des photons de basse énergie en photons cohérents de haute énergie.

"Cette propriété inhabituelle peut être utilisée pour des dispositifs photoniques sur puce hautement miniaturisés, telles que l'imagerie haute résolution et les applications de commutation de données optiques efficaces, " raconte le professeur Zhipei Sun de l'Université d'Aalto, Finlande.

Les chercheurs ont également observé que les processus multiphotoniques non linéaires de ce matériau sont très sensibles au nombre de couches et à l'orientation des cristaux. Les chercheurs ont démontré que ces processus optiques non linéaires pouvaient également être exploités pour une caractérisation rapide et fiable de matériaux atomiquement minces similaires. Ceci est d'un grand intérêt pour la recherche et l'industrie.

« Notre approche multiphotonique démontrée est quelques ordres de grandeur plus rapide que les méthodes de microscopie optique conventionnelles. Cela montre clairement son potentiel pour la caractérisation industrielle de matériaux et de dispositifs de grande et grande taille pour l'électronique et la photonique de nouvelle génération, " déclare le professeur Harri Lipsanen de l'Université d'Aalto.

De façon intéressante, l'équipe internationale a également découvert que les processus optiques non linéaires d'ordre élevé sont plus forts que ceux d'ordre faible. Ceci est contraire à l'intuition, et c'est assez surprenant, puisque l'intensité des processus non linéaires diminue généralement avec l'ordre dans le manuel. Pr Nasser Peyghambarian, le Finlandais Distinguished Professor du College of Optical Sciences de l'Université de l'Arizona, ETATS-UNIS, points forts:

"Une réponse optique non linéaire aussi unique n'est pas seulement intéressante pour la physique fondamentale, mais aussi très remarquable pour les applications pratiques, tel que, microscopie, thérapie, et la commutation de données."