Entendimento dos efeitos ópticos de segunda ordem não degenerados aplicados a sistemas moleculares, macromoleculares e nanopartículas inorgânicas

• Processo: 25/01908-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Leonardo de Boni
• Beneficiário: Leonardo de Boni
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Cleber Renato Mendonça ; Daniel Luiz da Silva ; Lino Misoguti
• Assunto(s): Óptica não linear
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Espalhamento óptico não linear | Geração de Segundo Harmônico incoerente | Geração de Soma de frequÊncia incoerente | Hiper Raylehgth | Inorgâncios | orgânicos | Óptica Não Linear

Resumo

O projeto apresentado tem como intuito a elaboração de um experimento de espalhamento hiper-Rayleigh não degenerado, o qual irá permitir da determinação da primeira hiperpolarizabilidade de materiais orgânicas e inorgânicas em solução ou dispersão em solvente. A técnica utilizará de dois feixes laser pulsados, os quais serão independentemente sintonizáveis em comprimentos de onda distinto, possibilitando estudos que abrangem luz no espectro visível e infravermelho próximo, fornecendo uma alta versatilidade na combinação das frequências de excitação. O controle independente das duas frequências de excitação possibilitará otimizar o sinal de espalhamento não-linear utilizando propriedades intrínsecas dos materiais como, por exemplo, as bandas de absorção, a qual propicia efeitos de aumento ressonantes por um ou dois fótons nas propriedades ópticas não lineares. A técnica permitirá ainda o controle da polarização linear ou circular dos feixes de forme independente, permitindo a observação da atividade óptica do espalhamento hiper-Rayleigh e a combinação de diferentes pares de polarização. Após a montagem da técnica, a mesma será utilizada para estudar a primeira hiperpolarizabilidade de vários conjuntos de compostos. A partir da observação do efeito de segunda ordem de materiais sob diferentes condições, será possível relacionar sua propriedade óptica de segunda ordem com propriedades estruturais e eletrônicas, possibilitando o entendimento dos processos ópticos não lineares não degenerados desses materiais e de sua estrutura eletrônica. Serão estudados quatro grupos de compostos: azoaromáticos, biomoléculas quirais, polímeros supramoleculares quirais e nanocristais de perovskita não emissivas. O estudo da resposta óptica de segunda ordem desses materiais irá possibilitar maior entendimento da relação entre estrutura e efeito não-linear, viabilizando futuras aplicações fotônicas. Além disso, os diferentes grupos de materiais permitirão pôr a prova as capacidades da técnica de espalhamento hiper-Rayleigh não degenerada e possibilitar inúmeros novos estudos de espectroscopia óptica não-linear. (AU)