Óptica não linear

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Óptica não linear (ONL) é o ramo da óptica que descreve o comportamento da luz em meios não lineares, isto é, em meios em que a polarização dielétrica P do material não é proporcional ao campo elétrico E da luz. Propriedades ópticas não lineares são tipicamente observadas quando a radiação incidente apresenta intensidade elevada, ou seja, quando o campo elétrico da luz é comparável ​​aos campos elétricos interatômicos, tipicamente 108 V/m. As altas intensidades necessárias são usualmente fornecidas por lasers pulsados. Nesse caso, as propriedades ópticas dos materiais são alteradas em consequência da propagação da luz de alta intensidade em seu interior. Na óptica não linear, o princípio da superposição deixa de ser válido.

História[editar | editar código-fonte]

O início do campo da óptica não linear é mercado pela verificação experimental do fenômeno de geração de segundo harmônico por Peter Franken, A. E. Hill, C. W. Peters e G. Weinreich na Universidade de Michigan em 1961.[1] Isto ocorreu logo após a demonstração do primeiro laser em 1960 por Theodore Harold Maiman,[2] que possibilitou a obtenção de luz coerente e de alta intensidade. Para a realização do experimento, a luz proveniente de um laser de rubi (com comprimento de onda de 694 nm) foi focalizada no interior de uma amostra de quartzo. A radiação de saída foi enviada a um espectrômetro. O espectro, registrado em papel fotográfico, indicou a existência de luz com comprimento de onda de 347 nm, a metade do comprimento de onda da radiação incidente. Quando publicado na revista científica Physical Review Letters, o editor de cópias confundiu o ponto fraco do segundo harmônico no papel fotográfico como uma mancha de sujeira e o removeu da publicação.[3]

Contudo, o primeiro efeito óptico não linear previsto teoricamente, anterior ao experimento de Peter Franken e colaboradores, foi o fenômeno de absorção de dois fótons por Maria Goeppert-Mayer, durante seu doutoramento em 1931.[4]

Referências

  1. Franken, P. A.; Hill, A. E.; Peters, C. W.; Weinreich, G. (15 de agosto de 1961). «Generation of Optical Harmonics». Physical Review Letters (em inglês). 7 (4): 118–119. ISSN 0031-9007. doi:10.1103/PhysRevLett.7.118 
  2. Maiman, T. H. (agosto de 1960). «Stimulated Optical Radiation in Ruby». Nature (em inglês). 187 (4736): 493–494. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/187493a0 
  3. Haroche, Serge (13 de outubro de 2008). «Essay: Fifty Years of Atomic, Molecular and Optical Physics in Physical Review Letters». Physical Review Letters (em inglês). 101 (16). 160001 páginas. ISSN 0031-9007. doi:10.1103/PhysRevLett.101.160001 
  4. Göppert-Mayer, M. (11 de agosto de 2009). «Elementary processes with two quantum transitions». Annalen der Physik (em inglês). 18 (7-8): 466–479. doi:10.1002/andp.200910358 

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Boyd, Robert (2008). Nonlinear Optics 3rd ed. [S.l.]: Academic Press. ISBN 978-0123694706 
  • Shen, Yuen-Ron (2002). The Principles of Nonlinear Optics. [S.l.]: Wiley-Interscience. ISBN 978-0471430803 
  • Agrawal, Govind (2006). Nonlinear Fiber Optics 4th ed. [S.l.]: Academic Press. ISBN 978-0123695161 


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