p Uma equipe internacional de cientistas liderada por pesquisadores do Laboratório de Nanomateriais do Centro Skoltech de Fotônica e Materiais Quânticos (CPQM) mostrou que a resposta óptica não linear dos nanotubos de carbono pode ser controlada por portas eletroquímicas. Esta abordagem permitiu projetar um dispositivo para controlar a duração do pulso de laser. Os resultados do estudo foram publicados na prestigiosa revista internacional Nano Letras . p Fenômenos ópticos que encontramos em nossa vida cotidiana, como reflexão, refração ou absorção de luz, não dependem da intensidade da luz incidente. Contudo, em intensidades de radiação muito altas, uma nova classe de fenômenos surge, que causa mudanças no índice de refração, auto-focalização de luz ou emergência de radiação em novos comprimentos de onda. Esses e outros fenômenos que dependem da intensidade da luz são estudados por uma seção da física chamada óptica não linear. Normalmente, a eficiência da resposta óptica não linear é a característica invariável do material determinada por sua estrutura.

p O uso de nanomateriais como um meio óptico não linear abre novas perspectivas para o controle da não linearidade, graças ao fato de que a maioria de seus átomos está exposta à superfície. Isso permite controlar a estrutura eletrônica de um material e, assim, alterar sua resposta óptica não linear.

p Cientistas da Skoltech em colaboração com seus colegas do Centro de Pesquisa de Fibra Óptica da RAS, A Novosibirsk State University e a University of Warwick (Reino Unido) propuseram um método para controlar a absorção saturável de nanotubos de carbono usando portas eletroquímicas. A absorção saturável é um efeito óptico não linear quando o coeficiente de absorção diminui com o aumento da potência da luz incidente. Assim, o material fica mais transparente sob intensa radiação de laser. “Mostramos que a magnitude da transparência não linear pode ser controlada colocando o material em uma célula eletroquímica. se colocado na célula eletroquímica, os nanotubos podem acumular uma quantidade considerável de carga elétrica em sua superfície. O que não se sabia até agora é que o acúmulo de carga leva a uma mudança significativa na resposta óptica não linear do material e, em particular, uma redução na absorção saturável, "diz o primeiro autor do estudo e Cientista Pesquisador Sênior da Skoltech, Yuriy Gladush.

p Também, os autores examinaram uma das aplicações práticas potenciais de um material com uma resposta não linear controlada. A absorção saturável é amplamente utilizada em sistemas de laser para gerar pulsos de luz de femtossegundos. Tudo que você precisa fazer é colocar um absorvedor saturável com os parâmetros dados na cavidade do laser. "Presumimos que o regime de geração de laser pode ser controlado ajustando a resposta não linear do material. Para isso, construímos uma célula eletroquímica com nanotubos de carbono colocados na superfície da fibra óptica e a integramos à cavidade do laser de fibra óptica. Descobrimos que, aplicando voltagem ao dispositivo, pode-se mudar do regime de geração contínua de laser para o regime pulsado nas faixas de femtossegundo e microssegundo. Esta invenção abre caminho para sistemas de laser universais com uma duração de pulso controlável que podem ser usados ​​no processamento de materiais a laser, cirurgia a laser, e medicina estética, "explica Albert Nasibulin, Chefe do Laboratório de Nanomateriais da Skoltech e Professor da RAS.