Ett stort antal forskare arbetar inom området olinjär optik, som är studien av alla effekter som kan beskrivas som multifotoninteraktioner i olika materialsystem, inklusive fall där frekvensen för en eller flera fotoner tenderar till noll. Motiverad av behoven hos dessa forskare, möten har växt fram under de senaste åren under namnet "Foundations of Nonlinear Optics". De två senaste av dessa möten ägde rum vid Lehigh University 2015, och vid Tufts University 2016, och nästa kommer att äga rum vid University of Bahamas.

Nu, ett särdrag hos Journal of the Optical Society of America B har publicerats med bidrag från flera av deltagarna i dessa möten, liksom andra. Frågan kallas icke -linjär optik nära den grundläggande gränsen och den innehåller artiklar som sträcker sig från den grundläggande, första principanalys av det olinjära svaret och dess ursprung, till experimentellt arbete.

Enligt utgåvets introduktion:"Denna funktionsnummer är avsedd för verk på både andra ordningens olinjära optik (trefotoninteraktioner) och tredje ordningens olinjära optik (fyra-fotoninteraktioner) som fokuserar på att förstå de grundläggande mekanismerna för den olinjära optiska svar när ickelineariteten är stor och närmar sig den grundläggande kvantgränsen - en regim som krävs av applikationer och kännetecknas av intressant fysik. "

Medredaktör Biaggio, En professor vid Lehighs avdelning för fysik säger:"Hela funktionsfrågan handlar om att leta efter nya sätt att förstå och optimera förmågan hos vissa material att förmedla ljus-ljus-interaktion. Exempel är två fotoner med samma frekvens som kombineras för att skapa en vid två gånger frekvensen - känd som andra harmoniska generationen - eller tre fotoner som kombineras för att producera en fjärde - som potentiellt kan leda till saker som optiska transistorer. "

En artikel från Biaggios forskargrupp-med titeln "Optimal konjugeringslängd i donator-acceptormolekyler för tredje ordnings olinjär optik"-ingår också i funktionsnummer. Studien bygger på teamets tidigare forskning som visade rekordhög prestanda för enskilda molekyler och utvecklade ett nytt sätt att använda dessa molekyler för att tillverka högkvalitativa solid state-material-material som sedan har använts för att lägga till olinjär optisk funktionalitet till standard integrerade optiska kretsar .

Biaggio säger att det är viktigt att studera hur den olinjära optiska effektiviteten bibehålls när man gör molekylerna större eftersom att öka molekylstorleken är ett av de sätt som används för att öka styrkan hos effekterna som leder till multifotoninteraktioner. Teamet hade tidigare noterat att genom att lägga till speciella grupper till en liten molekyl-kallad donator- och acceptorgrupper-är det möjligt att hålla molekylen nära de rekordhöga värdena i effektivitet. Men, han säger, detta kan bara fungera när molekylerna inte blir för stora.

"Den här artikeln ger den första inblicken i hur att göra organiska molekyler längre-genom att tillsätta fler kolatomer till en kedja av kolatomer-påverkar deras förmåga att förmedla multifotoninteraktioner för alloptisk omkoppling, och hur den förmågan beror på fotonernas våglängd, säger Biaggio.

Han tillägger:"I denna studie, vi har äntligen experimentellt bestämt hur långt man kan gå för att göra molekylen större samtidigt som man åtnjuter fördelarna med donator-acceptorsubstitution. "