Y si resulta que lo que sabíamos sobre la óptica no lineal no era correcto? ¿Qué nuevos avances tecnológicos podrían ser posibles ahora? Un descubrimiento con implicaciones para tecnologías futuras hasta ahora inimaginables.
50 años de comprensión errónea?
Investigadores Israel anulan 50 años de comprensión sobre el funcionamiento de la óptica no lineal.
Se trata de un descubrimiento que tiene implicaciones para las tecnologías futuras, hasta ahora inimaginables
Estos hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Optics Express.
Mientras investigaba la generación óptica de segundo armónico (SHG) a partir de heterodímeros de oro y plata, el equipo descubrió que eran un orden de magnitud más intensos que los homodímeros hechos de oro o plata.
El estudio.
“Estudiamos experimentalmente la generación óptica de segundo armónico (SHG) a partir de heterodímeros oro-plata de sub-longitud de onda profunda y homodímeros plata-plata y oro-oro.
Nuestros resultados indican un heterodímero SHG que es un orden de magnitud más intenso que el de los homodímeros. Por el contrario, los cálculos de onda completa que consideran la contribución de la superficie y el volumen de las partículas individuales, que es la visión convencional de tales procesos, sugieren que es el homodímero plata-plata el que debería prevalecer.
Con base en la dimensión de sublongitud de onda profunda de nuestra estructura, proponemos que la no linealidad del heterodímero resulta de una interacción de Coulomb entre cargas oscilantes agrupadas y no de la no linealidad superficial de cada partícula, como la convención lo tendría.
Nuestro modelo propuesto puede explicar la mayor emisión de SHG observada en heterodímeros de oro y plata y reproduce su forma de línea espectral única.”
La generación de segundo armónico (SHG) es un proceso paramétrico óptico no lineal (NLO) en el que dos fotones del campo de bombeo producen un solo fotón al doble de la frecuencia original.
“Esto está prohibido en la mayor parte de los metales, debido a su estructura cristalina centrosimétrica. Pero se permite en sus interfaces debido a dos mecanismos principales de violación de la simetría de inversión: la discontinuidad del potencial de apantallamiento y la profundidad de penetración finita del campo electromagnético en el dominio metálico.
El primer mecanismo abarca varios angstroms, mientras que el segundo abarca varias decenas de nanómetros a frecuencias ópticas.
Por tanto, los dos mecanismos se conocen como fuentes de GAA de superficie y a granel de una superficie metálica plana.
Tecnologías futuras inimaginables.
Hasta ahora, la fuente de GAA a partir de pequeñas esferas metálicas y otras nanoestructuras de forma compleja se atribuye tradicionalmente a estos dos mecanismos, un paradigma al que nos referimos como visión convencional a lo largo de este estudio”.
La generación de segundo armónico es un proceso que duplica la frecuencia de un haz dado.
Un homodímero / heterodímero es un sistema compuesto por dos nanopartículas adyacentes (también conocidas como nanoantenas plasmónicas).
“Estamos muy contentos de haber descubierto una nueva generación armónica fuerte que nos hace repensar todo el campo de la óptica no lineal”, dice el autor principal, el Dr. Avi Niv.
“Este descubrimiento tiene el potencial de abrir nuevas aplicaciones para todas las conmutaciones ópticas y puertas lógicas. También puede mejorar la energía fotovoltaica existente y otras tecnologías de la comunicaciones”
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