### Nova ferramenta de design para metamateriais:estudo mostra como prever propriedades ópticas não lineares

Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveu uma nova ferramenta de design para metamateriais, que são materiais artificiais com propriedades que não são encontradas na natureza.

A ferramenta, chamada de “calculadora de resposta óptica não linear”, pode ser usada para prever as propriedades ópticas não lineares de metamateriais, que são importantes para uma variedade de aplicações, como lasers, moduladores ópticos e sensores.

As propriedades ópticas não lineares de um material são determinadas pela maneira como seus elétrons interagem com a luz. Quando a luz interage com um material, ela pode fazer com que os elétrons do material vibrem. A frequência dessas vibrações depende da energia da luz e das propriedades do material.

Na maioria dos materiais, os elétrons vibram em uma única frequência quando são expostos à luz. No entanto, em metamateriais, os elétrons podem vibrar em múltiplas frequências. Isso ocorre porque os metamateriais são feitos de estruturas minúsculas que podem reter a luz e fazer com que os elétrons vibrem em frequências diferentes.

A calculadora de resposta óptica não linear pode ser usada para prever as múltiplas frequências nas quais os elétrons em um metamaterial vibrarão quando forem expostos à luz. Esta informação pode então ser usada para projetar metamateriais com as propriedades ópticas não lineares desejadas.

Os pesquisadores do MIT acreditam que sua nova ferramenta será um recurso valioso para pesquisadores e engenheiros que trabalham no desenvolvimento de metamateriais para diversas aplicações.

Como funciona a calculadora de resposta óptica não linear

A calculadora de resposta óptica não linear é um programa de computador que utiliza uma variedade de técnicas matemáticas para calcular as propriedades ópticas não lineares de metamateriais.

O programa primeiro calcula as propriedades ópticas lineares do metamaterial, que são as propriedades do material quando exposto à luz em baixas intensidades. Essas propriedades incluem o índice de refração e o coeficiente de extinção do material.

O programa então usa as propriedades ópticas lineares para calcular as propriedades ópticas não lineares do material. Essas propriedades incluem a suscetibilidade não linear de segunda ordem e a suscetibilidade não linear de terceira ordem.

A suscetibilidade não linear de segunda ordem determina a forma como o material responde à luz em baixas intensidades. A suscetibilidade não linear de terceira ordem determina a maneira como o material responde à luz em altas intensidades.

A calculadora de resposta óptica não linear pode ser usada para calcular as propriedades ópticas não lineares de metamateriais feitos de uma variedade de materiais diferentes. O programa também pode ser usado para calcular as propriedades ópticas não lineares de metamateriais com diferentes estruturas.

Aplicações da calculadora de resposta óptica não linear

A calculadora de resposta óptica não linear tem uma variedade de aplicações, incluindo:

* Projetando metamateriais para lasers
* Projetando metamateriais para moduladores ópticos
* Projetando metamateriais para sensores
* Estudando as propriedades ópticas não lineares de metamateriais

A calculadora de resposta óptica não linear é uma ferramenta poderosa que pode ser usada para desenvolver metamateriais com uma variedade de propriedades desejadas. O programa é um recurso valioso para pesquisadores e engenheiros que trabalham no desenvolvimento de metamateriais para diversas aplicações.