Icke-linjär optik är en viktig forskningsriktning med olika tillämpningar inom lasertillverkning, tillverkning av nanostrukturer, sensordesign, optoelektronik, biofotonik och kvantoptik, etc. Icke-linjära optiska material är de grundläggande byggstenarna, som är avgörande för breda områden, allt från vetenskaplig forskning , industriell produktion, till militär. Efter många års utveckling har olinjär optik blivit grundpelarna för olika frontlinjeforskning och allmänt använda optiska system, inklusive lasertillverkning, optisk bildbehandling, informationsbehandling och kommunikation, såväl som litografi i nanoskala. Framsteg inom detta ämne kan potentiellt öka många discipliner.

Nanoteknik har banat vägar för att konstruera nya material och bryta de konventionella gränserna för olinjär optik. Nanopartiklar är en av de viktigaste medlemmarna som studeras brett, som har en lång historia på tusentals år. Nanopartiklar visar stora potentialer på grund av deras flexibilitet att konstruera och förbättra sina olinjära optiska egenskaper överlägsna deras bulkmotsvarigheter. Under det senaste decenniet har optiska enheter och komponenter baserade på olinjära optiska nanopartiklar fått mer och mer uppmärksamhet på grund av deras förbättrade prestanda och multifunktionella kapacitet. Många av dem visar också god biokompatibilitet, vilket utökar tillämpningsområdet för olinjära optiska enheter.

Således används nanopartiklar i stor utsträckning för icke-linjära optiska tillämpningar. För nanopartiklarnas syntes återstår det att vara en utmaning hur man producerar olinjära optiska nanopartiklar med stor skala, hög repeterbarhet och låg kostnad. För att möta denna utmaning har olika syntesmetoder undersökts. Kemiska metoder och laserablationsmetoder är två primära syntesmetoder. Kemiska metoder är användbara för att producera nanopartiklar i industriell skala. För kemiska tillvägagångssätt finns det också begränsningar inklusive föroreningar och agglomerering. Å andra sidan är laserablation en mer direkt, miljövänlig och universell metod för olinjära optiska nanopartiklars syntes. Stor flexibilitet och möjligheter erbjuds för tillämpningar baserade på olinjära optiska nanopartiklar för att uppfylla kraven från olika enheter.

Forskargruppen av professor Hong Minghui från National University of Singapore granskar de senaste framstegen på den olinjära optiken relaterad till ljusets amplitud/intensitet. Den mättbara absorptionen och den optiska begränsningen är två olinjära fenomen för att beskriva transmissionsförändringen i ett materialsystem. Den mättbara absorptionen är processen när ljusabsorptionen minskar med ljusintensiteten. Med andra ord tenderar ett material med den mättbara absorptionen att vara mer "transparent" under starkare infallande ljusbestrålning. Material med mättnadsbar absorption används i stor utsträckning för att tillverka högeffektlasrar.

Å andra sidan beskriver den optiska begränsningen den motsatta effekten. Ett optiskt begränsande material minskar överföringen av ljus när ljusintensiteten ökar. Följaktligen betecknas den optiska begränsningen också som den omvända mättbara absorptionen. Det är också en kritisk effekt med applikationer som sträcker sig från skyddsmaterial, militära vapen, optisk växling till högeffektlaserkällor.

Trots deras betydelse kräver både den mättbara absorptionen och den optiska begränsningen normalt infallande ljus med hög intensitet. Därför observeras de mestadels i enheter som använder en pulsad laser med hög toppeffekt. Detta tillstånd kan möjligen resultera i permanent optisk skada. Det är också en kritisk flaskhals för att begränsa praktiska tillämpningar för den komplicerade designen och kostnaden för högeffektslasrar. Undersökningen av lämpliga material med överlägsna olinjära egenskaper är en primär forskningsinriktning inom detta område. Framstegen kommer inte bara att i hög grad främja prestandan hos nuvarande optiska olinjära system, utan också skapa nya möjligheter att designa funktionella enheter för att möta de ökande behoven av kvantoptik, avancerade sensorer, artificiell intelligens, nästa generations optiska datorer och många andra gränser. ämnen.

Denna recension, publicerad i Opto-Electronic Science , sammanfattar de senaste framstegen i denna riktning, som fokuserar mer på metoderna med en serie fallstudier som belysning. Den täcker också utökade ämnen för att ge ytterligare synpunkter på deras viktigaste fördelar och prestationer. Utmaningarna och framtida forskningstrender är ett annat fokus, där den senaste forskningen arbetar för att introducera nya möjligheter och potentialer. Utvecklingen av de olinjära optiska nanopartiklarna som syntetiseras genom laserablation sammanfattas, vilket visar dess förmåga till förbättrad prestanda och flera funktioner. Nanopartiklars syntes genom laserablation visar sig vara ett grönt, effektivt och universellt fysiskt tillvägagångssätt, mångsidigt för snabb enstegssyntes och potentiell massproduktion. + Utforska vidare

Elektrokemi till fördel för fotonik:nanorör kan styra laserpulser