Estudo da geração de terceiro harmônico em interfaces em soluções de corantes fluorescentes

• Processo: 15/05912-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Lino Misoguti
• Beneficiário: Gabriela Arthuzo
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Óptica e fotônica Técnica de varredura-Z Microscopia óptica Absorção Corantes fluorescentes Geração de terceiro harmônico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: absorção não linear | Corante laser | Geração de terceiro harmonico | Varredura-Z | Optica e fotônica

Resumo

Neste projeto iremos estudar a geração de terceiro harmônico (GTH) em interfaces em soluções fluorescentes usando pulsos de laser de femtossegundos (fs). A GTH em interface é um processo bastante conhecido que ocorre em interfaces de materiais isotrópicos na condição de focalização forte [1]. Por exemplo, esse processo tem grande importância para o estudo de propriedades ópticas não lineares de terceira-ordem dos materiais e para aplicação em microscopia óptica não linear por permitir fazer um mapa tridimensional das interfaces de uma estrutura complexa. Recentemente, usando pulsos de fs observamos uma forte contribuição do efeito de autofocalização no sinal de GTH em interfaces de meios isotrópicos [2,3]. Agora, usando cubetas e meio líquido, solução de corantes, podemos explorar o uso do terceiro harmônico (TH) gerado em interfaces para a indução de fluorescência nos corantes adequados. Trata-se de uma configuração interessante na qual a fluorescência passa a ser um "sensor" do TH. Medidas preliminares foram feitas em uma solução de rodamina 610 dentro de cubetas adequadas de sílica. Neste caso temos quatro interfaces: entrada da cubeta, cubeta-solução, solução-cubeta e saída da cubeta. O sinal de fluorescência foi observado e foi de fácil captação. A fluorescência apresentou resultados interessantes em termos de possíveis explicações da forma do sinal observado. Vale a pena lembrar que há um mecanismo de excitação direta da fluorescência por meio do efeito tradicional de absorção de três fótons (A3F) que pode induzir a fluorescência dentro do meio, ao contrário da GTH que são observadas nas interfaces. A existência de dois processos completamente distintos de indução da fluorescência se tornou interessante sob o ponto de descoberta do verdadeiro mecanismo de excitação. Enquanto a GTH é um efeito não linear de terceira ordem a A3F é de quinta ordem. Diferentes medidas experimentais serão realizadas objetivando a comprovação da participação de um ou outro mecanismo em diferentes situações. Medidas em função da potência de excitação e concentração de corante, uso de diferentes polarizações do laser e diferentes solventes, por exemplo, serão realizadas. (AU)