Lorsqu'une impulsion laser femtoseconde arrive sur une molécule chirale, la lumière laser interagit avec les électrons de la molécule et induit une réponse optique non linéaire. Cette réponse est différente pour la molécule chirale et son image miroir, car les électrons des deux molécules sont disposés de manière différente. En conséquence, l’efficacité SHG pour la molécule chirale et son image miroir seront différentes. Cette différence peut être utilisée pour distinguer les deux molécules.
La reconnaissance chirale par laser femtoseconde présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de reconnaissance chirale. Ces avantages comprennent :
* Haute sensibilité : La reconnaissance chirale basée sur le laser femtoseconde est extrêmement sensible et peut être utilisée pour détecter de très petites quantités de molécules chirales.
* Spécificité : La reconnaissance chirale par laser femtoseconde est très spécifique et peut être utilisée pour distinguer des molécules chirales très similaires.
* Vitesse : La reconnaissance chirale par laser femtoseconde est très rapide et peut être utilisée pour analyser des échantillons en temps réel.
* Non destructif : La reconnaissance chirale par laser femtoseconde est non destructive et n’endommage pas les échantillons analysés.
La reconnaissance chirale par laser femtoseconde est un outil puissant pour l’analyse des molécules chirales. Elle présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de reconnaissance chirale et devrait jouer un rôle de plus en plus important dans les domaines de la chimie, de la biologie et de la médecine.
Voici une explication plus détaillée du fonctionnement de la reconnaissance chirale par laser femtoseconde.
Lorsqu'une impulsion laser femtoseconde arrive sur une molécule, la lumière laser interagit avec les électrons de la molécule et induit une réponse optique non linéaire. Cette réponse est différente selon les types de molécules et peut être utilisée pour faire la distinction entre les molécules chirales et leurs images miroir.
L'efficacité SHG pour une molécule chirale est donnée par l'équation suivante :
$$\eta_{SHG} \propto |\chi^{(2)}|^2$$
où \(\chi^{(2)}\) est la susceptibilité optique non linéaire du deuxième ordre. La susceptibilité optique non linéaire du second ordre est un tenseur qui décrit la réponse optique non linéaire d'un matériau. C'est un tenseur de troisième rang, c'est-à-dire qu'il possède trois indices. Les indices de susceptibilité optique non linéaire du second ordre correspondent aux trois directions du champ électrique de la lumière laser.
Pour une molécule chirale, la susceptibilité optique non linéaire du second ordre n'est pas symétrique. Cela signifie que l’efficacité SHG pour une molécule chirale sera différente selon les différentes directions du champ électrique de la lumière laser. En revanche, la susceptibilité optique non linéaire du second ordre pour une molécule non chirale est symétrique et l'efficacité SHG pour une molécule non chirale sera la même pour toutes les directions du champ électrique de la lumière laser.
Cette différence d’efficacité SHG entre les molécules chirales et les molécules non chirales peut être utilisée pour distinguer les deux types de molécules. En mesurant l'efficacité du SHG pour un échantillon de molécules, il est possible de déterminer si les molécules sont chirales ou non chirales.
La reconnaissance chirale par laser femtoseconde est un outil puissant pour l’analyse des molécules chirales. C'est une technique très sensible, spécifique, rapide et non destructive. On s’attend à ce qu’elle joue un rôle de plus en plus important dans les domaines de la chimie, de la biologie et de la médecine.
