Um grande número de pesquisadores está trabalhando na área de óptica não linear, que é o estudo de todos os efeitos que podem ser descritos como interações de vários fótons em vários sistemas de materiais, incluindo casos em que a frequência de um ou mais fótons tende a zero. Motivado pelas necessidades desses pesquisadores, reuniões surgiram nos últimos anos sob o nome de "Foundations of Nonlinear Optics". Os dois encontros mais recentes ocorreram na Lehigh University em 2015, e na Tufts University em 2016, e o próximo será na Universidade das Bahamas.

Agora, uma característica especial de The Journal of the Optical Society of America B foi publicado com contribuições de vários dos participantes dessas reuniões, assim como outros. A edição é chamada de ótica não linear perto do limite fundamental e contém artigos que vão desde o fundamental, análise dos primeiros princípios da resposta não linear e suas origens, ao trabalho experimental.

De acordo com a introdução da edição:"Esta edição de recurso é dedicada a trabalhos em óptica não linear de segunda ordem (interações de três fótons) e óptica não linear de terceira ordem (interações de quatro fótons) que se concentram na compreensão dos mecanismos fundamentais da óptica não linear resposta quando a não linearidade é grande e se aproxima do limite quântico fundamental - um regime exigido por aplicativos e caracterizado por física interessante. "

Co-editor Biaggio, um professor do Departamento de Física de Lehigh diz:"Toda a questão dos recursos é a busca de novas maneiras de entender e otimizar a capacidade de certos materiais de mediar a interação luz-luz. Exemplos são dois fótons da mesma frequência combinados para criar um de cada vez a frequência - conhecida como geração de segundo harmônico - ou três fótons combinados para produzir um quarto - que poderia levar a coisas como transistores ópticos. "

Um artigo do grupo de pesquisa de Biaggio - intitulado "Comprimento ideal de conjugação em moléculas doador-aceitadoras para óptica não linear de terceira ordem" - também está incluído na edição do artigo. O estudo baseia-se na pesquisa anterior da equipe que demonstrou desempenho recorde para moléculas individuais e desenvolveu uma nova maneira de usar essas moléculas para fabricar materiais de estado sólido de alta qualidade - materiais que foram usados ​​para adicionar funcionalidade óptica não linear a circuitos ópticos integrados padrão .

Biaggio diz que estudar como a eficiência ótica não linear é mantida ao se tornar as moléculas maiores é importante porque aumentar o tamanho molecular é uma das formas utilizadas para aumentar a força dos efeitos que levam a interações multi-fótons. A equipe havia notado anteriormente que, ao adicionar grupos especiais a uma pequena molécula - chamados de grupos doadores e aceitadores - é possível manter a molécula próxima a esses valores recordes de eficiência. Mas, ele diz, isso só pode funcionar quando as moléculas não ficam muito grandes.

"Este artigo fornece uma primeira visão de como tornar as moléculas orgânicas mais longas - adicionando mais átomos de carbono a uma cadeia de átomos de carbono - influencia sua capacidade de mediar interações de vários fótons para comutação totalmente óptica, e como essa capacidade depende do comprimento de onda dos fótons, "diz Biaggio.

Ele acrescenta:"Neste estudo, finalmente determinamos experimentalmente até onde se pode ir para tornar a molécula maior enquanto ainda desfruta dos benefícios da substituição doador-aceitador. "