La rectificación electroóptica (EOR), también denominada rectificación óptica , es un proceso óptico no lineal que consiste en la generación de una polarización cuasi-DC en un medio no lineal al paso de un haz óptico intenso. Para intensidades típicas, la rectificación óptica es un fenómeno de segundo orden [1] que se basa en el proceso inverso del efecto electroóptico . Se informó por primera vez en 1962, [2] cuando la radiación de un láser de rubí se transmitió a través de dihidrogenofosfato de potasio (KDP) y fosfato de dideuterio de potasio (KD dP) cristales.
Explicación
La rectificación óptica se puede explicar intuitivamente en términos de las propiedades de simetría del medio no lineal: en presencia de una dirección interna preferida, la polarización no invertirá su signo al mismo tiempo que el campo de activación. Si este último está representado por una onda sinusoidal, entonces se generará una polarización de CC promedio.
La rectificación óptica es análoga al efecto de rectificación eléctrica producido por diodos , en el que una señal de CA se puede convertir ("rectificar") en CC. Sin embargo, no es lo mismo. Un diodo puede convertir un campo eléctrico sinusoidal en una corriente CC, mientras que la rectificación óptica puede convertir un campo eléctrico sinusoidal en una polarización CC, pero no en una corriente CC. Por otro lado, una polarización cambiante es una especie de corriente. Por lo tanto, si la luz incidente se vuelve cada vez más intensa, la rectificación óptica provoca una corriente continua, mientras que si la luz se vuelve cada vez menos intensa, la rectificación óptica provoca una corriente continua en la dirección opuesta. Pero nuevamente, si la intensidad de la luz es constante, la rectificación óptica no puede causar una corriente continua.
Cuando el campo eléctrico aplicado es entregado por un femtosegundo - la anchura del impulso láser , el ancho de banda espectral asociado con tales impulsos cortos es muy grande. La mezcla de diferentes componentes de frecuencia produce una polarización palpitante, que da como resultado la emisión de ondas electromagnéticas en la región de terahercios . El efecto EOR es algo similar a una emisión electrodinámica clásica de radiación por una carga de aceleración / desaceleración, excepto que aquí las cargas están en forma de dipolo unido y la generación de THz depende de la susceptibilidad de segundo orden del medio óptico no lineal. Un material popular para generar radiación en el rango de 0,5 a 3 THz (longitud de onda de 0,1 mm) es el telururo de zinc .
La rectificación óptica también se produce en superficies metálicas por un efecto similar al de la segunda generación de armónicos de superficie . Sin embargo, el efecto está influenciado, por ejemplo, por la excitación de electrones en no equilibrio y generalmente se manifiesta de una manera más complicada. [3]
De manera similar a otros procesos ópticos no lineales, también se informa que la rectificación óptica se mejora cuando los plasmones de superficie se excitan sobre una superficie metálica. [4]
Aplicaciones
Junto con la aceleración de portadores en semiconductores y polímeros, la rectificación óptica es uno de los principales mecanismos para la generación de radiación de terahercios mediante láseres. [5] Esto es diferente de otros procesos de generación de terahercios, como la polaritónica, donde se cree que una vibración reticular polar genera la radiación de terahercios .
Ver también
Referencias
- ^ Rice y col. , "Rectificación óptica de terahercios a partir de <110> cristales de mezcla de zinc", Appl. Phys. Letón. 64 , 1324 (1994), doi : 10.1063 / 1.111922
- ^ Bass y col. , "Rectificación óptica", Phys. Rev. Lett. 9 , 446 (1962), doi : 10.1103 / PhysRevLett.9.446
- ^ Kadlec, F., Kuzel, P., Coutaz, JL, "Estudio de la radiación de terahercios generada por rectificación óptica en películas delgadas de oro", Optics Letters , 30 , 1402 (2005), doi : 10.1364 / OL.30.001402
- ^ G. Ramakrishnan, N. Kumar, PCM Planken, D. Tanaka y K. Kajikawa, "Emisión de terahercios mejorada con plasmón superficial de una monocapa autoensamblada de hemicianina", Opt. Express , 20 , 4067-4073 (2012), doi : 10.1364 / OE.20.004067
- ^ Tonouchi, M, "Tecnología de terahercios de vanguardia", Nature Photonics 1 , 97 (2007), doi : 10.1038 / nphoton.2007.3