Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

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Proprietà di ottica non Proprietà di ottica non lineare lineare ### ### Simona Simona Galli Galli

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Proprietà di ottica non Proprietà di ottica non

linearelineare

######

Simona Simona GalliGalli

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GIÀ negli ANNI ‘70, FISICI, CHIMICI dei MATERIALI, SINTETISTI e

STRUTTURISTI INVESTONO TEMPO, SFORZI e RISORSE per

ELABORARE COMPOSTI e MATERIALI AVENTI

PROPRIETÀ OTTICHE NON LINEARIPROPRIETÀ OTTICHE NON LINEARI

OTTICA NON LINEARE: PERCHÈ

♦♦ Acquisizione

♦♦ Modificazione

♦♦ Registrazione

♦♦ Trasmissione

di Informazioni attraverso FOTONI

♦♦ Modulazione Elettro-Ottica

♦♦ ‘Mixing’ di Frequenze

♦♦ Generazione di Seconda

Armonica

♦♦ ...

Via

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F = k1 x

IL CONCETTO DI LINEARITÀ

La fisica elementare induce a considerare il mondo in cui viviamo governato da leggi lineari,

e.g.:p = k T V, n costante

v = x t-1 p = F x-

1

In realtà, solo perturbazioni moderateperturbazioni moderate del sistema generano reazionireazioni governate da leggi linearilineari

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IL CONCETTO DI NON LINEARITÀ

F = k1 x + k2 x2 + k3 x3 + … con k1 >> k2 >>k3 >> …

Perturbazioni notevoliPerturbazioni notevoli del sistema generano reazioni devianti dalla linearitàreazioni devianti dalla linearità

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INTERAZIONE TRA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA E MATERIA

Conseguenze?

♦♦ Perturbazione della densità elettronica rispetto all’equilibrio

♦♦ Generazione di un momento di dipolo indotto, momento di dipolo indotto, Bulk

PP = densità di polarizzazione

(vettore)

pp = polarizzazione

(vettore)

Molecola

EE = campo elettrico (vettore)

= densità elettronica

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Molecolapp = pp00 + EEpp00 = polarizzabilità intrinseca = polarizzabilità lineare (tensore)

BulkPP = PP00 + (1)(1)EEPP00 = densità di polarizzazione intrinseca (1)(1) = suscettività lineare (tensore)

EE intensitàintensità moderatamoderata

< 106 volt cm-1

OTTICA LINEAREOTTICA LINEARE

INTERAZIONE TRA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA E MATERIA

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PP = PP00 + (1)(1)EE + (2)(2)EEEE + (3)(3)EEEEEE + …(2)(2), (3)(3) = suscettività non lineare di I, II ordine (tensori)

Bulk

pp = pp00 + EE + EEEE + EEEEEE + …, = polarizzabilità non lineare di I, II ordine (tensori)

Molecola

EE intensità intensità elevataelevata

~ 106-107 volt cm-1

OTTICA NON OTTICA NON LINEARELINEARE

INTERAZIONE TRA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA E MATERIA

, , (2)(2) OTTICAOTTICA NON LINEARE di SECONDO NON LINEARE di SECONDO

ORDINEORDINE

, , (3)(3) OTTICAOTTICA NON LINEARE di TERZO ORDINENON LINEARE di TERZO ORDINE

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ALCUNI FENOMENI DI OTTICA NON LINEARE

DEL SECONDO ORDINE

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E = E0cos(t) = 2 = velocità angolare; = frequenza

♦♦ Diffusione di 2 quanti di radiazione a 'frequenza'

♦♦ Emissione di 1 quanto di radiazione a 'frequenza' 22

OTTICA NON LINEARE DI SECONDO ORDINE: GENERAZIONE DI SECONDA

ARMONICA

GENERAZIONE di GENERAZIONE di SECONDA SECONDA

ARMONICA (SHG)ARMONICA (SHG)__ Stato Fondamentale _ _ Stati Eccitati

p = … + EEP = …+ (2)EE

1 sola radiazione elettromagnetica incidente con campo elettrico associato E

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532 nmLaser Nd:YAG106-107 volt cm-

1 Generatore SH1064 nm

OTTICA NON LINEARE DI SECONDO ORDINE: GENERAZIONE DI SECONDA

ARMONICA

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OTTICA NON LINEARE DI SECONDO ORDINE: GENERAZIONE DI FREQUENZE SOMMA e

DIFFERENZA

E1 = E10cos(1t); E2 = E20cos(2t)

= 2 = velocità angolare; = frequenza

GENERAZIONE di GENERAZIONE di FREQUENZA SOMMA FREQUENZA SOMMA

(SFG)(SFG)__ Stato Fondamentale _ _ Stati Eccitati

♦♦ Diffusione di 2 quanti di radiazione a 'frequenza' 11 e 22

♦♦ Emissione di 1 quanto di radiazione a 'frequenza' 33 = (11 +

22)

p = … + E1E2

P = …+ (2)E1E2

2 radiazioni elettromagnetiche incidenti con campi elettrici associati

E1 ed E2

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OTTICA NON LINEARE DI SECONDO ORDINE: GENERAZIONE DI FREQUENZA DIFFERENZA

GENERAZIONE di GENERAZIONE di FREQUENZA FREQUENZA

DIFFERENZA (DFG)DIFFERENZA (DFG)__ Stato Fondamentale _ _ Stati Eccitati

♦♦ Diffusione di 1 quanto di radiazione a 'frequenza' 11 con

raggiungimento dello stato virtuale ad energia maggiore

♦♦ Emissione di 1 quanto di radiazione a 'frequenza' 33 = (11 -

22)

stimolato dall’emissione di 22

La DFG amplifica l’onda di input a frequenza minore:

AMPLIFICAZIONE OTTICA PARAMETRICAAMPLIFICAZIONE OTTICA PARAMETRICA

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▬ contributo I ordine▬ contributo II ordine

In presenza di un centro di inversione sarebbe intuitivo

p(E) = -p(-E)

Il contributo di II ordine a P è positivoindipendentemente dal segno di E:

Al contrario…p = … + EE

P = … +(2)EE

OTTICA NON LINEARE DI SECONDO ORDINE: IL ‘COLLO DI BOTTIGLIA’

zero inmolecole

centrosimmetricheNH2

NH2

NO2

NO2

i

(2) zero incristalli centrosimmetrici

[trans-4'-dibutilammino-4-N-metil-stilbazolio][Cu2I4]

i

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COMPOSTI INORGANICI, ORGANICI E METALLORGANICI PER OTTICA NON LINEARE

DEL SECONDO ORDINE:

UNA BREVE PANORAMICA

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COMPOSTI PER OTTICA NON-LINEARE DI SECONDO ORDINE: GLI INIZI

"Riproduzione della prima lastra con evidenze di generazione di seconda armonica. L'asse delle ascisse è in unità di 100 Å. La freccia a 3472 Å indica la posizione dell'immagine prodotta dalla seconda armonica. A 6943 Å è visibile l'immagine del raggio primario."

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COMPOSTI INORGANICICOMPOSTI INORGANICI

♦♦ LiNbO3

♦♦ KH2PO4

(KDP)

♦♦ …

SEMICONDUTTORISEMICONDUTTORI

♦♦ GaAs

♦♦ InSb

♦♦ …

Ancora utilizzati nonostante…

♦♦ Tempi elevati di switching♦♦ Basse intensità di risposta

♦♦ Costo♦♦ Difficoltà di produzione♦♦ Marcato assorbimento nel Vis

COMPOSTI PER OTTICA NON-LINEARE DI SECONDO ORDINE: ANNI ’60-’70

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Composto Range di p.f. Dimensioni Applicazioni Tipiche

Trasparenza, nm °C mm3

LiBO3 (LBO) 160-3300 834 50x50x40 SHG e THG stimolate da laser ad elevata potenza (Nd:YAG, Ti:zaffiro, alessandrite). OPO stimolata dal laser a Nd:YAG.

-BaB2O4 (BBO) 190-3300 50x50x20 SHG stimolata da laser allo stato solido con output nel range 200-500 nm.

OPO e OPA stimolate dal laser a Nd:YAG con output nel range 295-3000nm.

TiOPO4 (KTP) 380–4400 1180 3-20x3-20x3-20 SHG nelle regioni dell’UV e del Vis.

KH2PO4 (KDP) 260-1600 SHG nella regione del Vis.

LiNbO3 400-5000 SHG e OPO stimolate dal laser a Nd:YAG.

-LiIO3 310-5500 247* 20x20x40 SHG e THG stimolate dal laser a Nd:YAG;

DFM con output nel range 3-5.4 mm.

AgGaS2 530–1300 851 10x10x50 SHG and DFM con output nel range 3-9 m.

AgGaSe2 730–1800 99 20x20x60 SHG di laser a CO2; OPO con output nel

range 3- 12 m.

GaSe 650–1800 SHG di laser a CO e CO2; DFM con output

nel range 7-16 m.

CdSe 750–2500 DFM con output modulabile sino a 25 m.

AgAsS3 600–1300 DFM, OPO.

http://www.sciner.com/Crystals/

SHG = generazione di seconda armonicaTHG = generazione di terza armonicaDFM = mixing di frequenze differenti (SFG)OPO = oscillazione ottica parametricaOPA = amplificazione ottica parametrica

#Transizione di fase

ATTUALMENTE IN COMMERCIOATTUALMENTE IN COMMERCIO

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COMPOSTI ORGANICI PER OTTICA NON-LINEARE DI SECONDO ORDINE

VANTAGGIVANTAGGI

♦♦ Elevata velocità di risposta♦♦ Elevata intensità di risposta♦♦ Facilità di produzione♦♦ Ampia finestra di trasparenza

SVANTAGGISVANTAGGI

♦♦ Instabilità termica chimica

meccanica

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UN CROMOFORO IDEALE : L’EFFETTO ‘PUSH-PULL’

DD = gruppo donatore AA = gruppo accettore = ‘ponte’ di trasferimento densità elettronica DD AA

D A

DA

DA

Capostipite: 4-nitroanilina

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D A D+

A

Esistenza transizione elettronica a Trasferimento di CaricaTrasferimento di Carica (CTCT):

Hp

g: Stato fondamentalee: Primo stato eccitato raggiunto via CT

ee, gg: Momenti di dipolo degli stati g ed

e

ge: Momento di dipolo di transizione

Ege: Gap energetico tra g ed e

con

(ee - gg) (ge

2/Ege2)

COMPOSTI ORGANICI PER NLO DI SECONDO ORDINE:IL MODELLO ‘A DUE STATI’

TEORIA delle PERTURBAZIONI

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(ee - gg) (ge2/Ege

2)

1)1) Necessità di non-centrosimmetria;se la densità elettronica fosse distribuitain modo centrosimmetrico (ee - gg) = 0

COMPOSTI ORGANICI PER NLO DI SECONDO ORDINE:IL MODELLO ‘A DUE STATI’

2)2) Necessità di garantire effetto ‘push-pull’, i.e. necessità di polarizzazione di tipo anisotropo

3)3) Necessità di CT energeticamente accessibile e con elevato ge

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Impaccamento non-centrosimmetrico

Soluzioni?a) Molecole chiralichirali

metil-(2,4-dinitrofenil)-amminopropanoato

I(2)MAP = 10 I(2)UREA[#]

NH

NO2

NO2

CHCOOCH3

CH3

b) ‘Ponti H’‘Ponti H’ inter-molecolari

probabilità elevata formazione impaccamento

centrosimmetrico

disposizione anti-parallela dipoli energeticamente

favorita

necessità sistema ‘push-pull’ presenza momento di dipolo

N

NOO

OH

N-(4-nitrofenil)-(L)-prolinoloI(2)NPP = 100 I(2)UREA

[#]

NPNPPP

[#] Kurtz-Perry a 1064 nm

MAPMAP

COMPOSTI ORGANICI PER NLO DI SECONDO ORDINE: ‘INGEGNERIA CRISTALLINA’

[a] J.L. Oudar, R.Hierle J. Appl.Phys. 1977, 48, 2699[b] J.Zyss, J.F.Nicoud, M.Coquillay J. Chem. Phys. 1984, 81, 4160

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c) Assenza di gg

d) Cromofori ioniciionici

N+

CH3

N(CH3)2

[DAMS[DAMS++]]trans-4'-dimetilammino-4-N-metilstilbazolio

3-metil-4-nitropiridina-N-ossidoI(2)POM = 4.5 I(2)UREA

[#]

1 ~ 2 g ~ 0 e ge

2/Ege2

N+

O

CH3

NO2

2

1

COMPOSTI ORGANICI PER NLO DI SECONDO ORDINE: ‘INGEGNERIA CRISTALLINA’

POMPOM

[c] J.Zyss, D.S. Chemla, J.F. Nicoud J. Chem. Phys. 1981, 74, 4800[d] S.R.Marder, J.W.Perry, C.P.Yakymyshyn Chem. Mater. 1994, 6, 1137

[#] Kurtz-Perry a 1064 nm

DASTDAST[d][d]

[DAMS+][p-toluensolfonato]I(2)DAST ~ 1000 I(2)UREA

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POLED POLYMERS

a)a) ‘Guest’ diffuso in ‘host’ polimerico

b)b) Residuo laterale legato a catena polimerica

c)c) Legato o disperso in matrice ‘cross-linked’

CROMOFOROCROMOFORO

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POLED POLYMERS

1)1) Presenza campo elettrico esterno (E)2)2) Temperatura > Tg

Orientazione cromofori

3)3) Presenza campo elettrico esterno4)4) Temperatura < Tg

‘Congelamento’ orientazione

Tg: Temperatura transizione vetrosa polimero

E = 0 E 0

♦♦ Scarsa solubilità ‘guest' nella matrice♦♦ Componente non-lineare diluita♦♦ Veloce rilassamento orientamento indotto

Problemi…

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MONOLAYERS

Tecnica di LANGMUIR-BLODGETT (LB)

2)2) Compressione ‘monolayer’: Allineamento molecole

3)3) Trasferimento ‘monolayer’ su substrato inerte (e.g. vetro)

♦♦ Deposizione complessa♦♦ Films fragili♦♦ Componente non-lineare diluita

Problemi…

1)1) Distribuzione molecola anfifilica (i.e. ‘testa’ polare e ‘coda’ alifatica) su superficie solvente volatile (e.g. acqua):

Formazione ‘monolayer’Spessore ‘monolayer' 25-30

Å

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SVANTAGGISVANTAGGI

♦♦ Transizioni d-d Assorbimento nel Vis Diminuzione intensità SH

COMPOSTI METALLORGANICI PER NLO DI SECONDO ORDINE

♦♦ Proprietà intrinseche:

1) MLCT o LMCT nella regione dell’UV-Vis2) Stati eccitati a basso contenuto energetico3) Colorazione intensa (i.e. momento di dipolo di transizione apprezzabile)

♦♦ Fattori ‘modulabili’:

1) Natura, stato di ossidazione, configurazione elettronica, stereochimica di M2) Natura, posizione dei sostituenti su L3) ‘Environment’ dei leganti ancillari

VANTAGGIVANTAGGI

M = centro metallicoL = cromoforo organico

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COMPOSTI METALLORGANICI PER NLO DI SECONDO ORDINE:

LA ‘METODOLOGIA DEI SALI’

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Necessità di un DipoloNecessità di un sistema ‘Push-Pull’

A livello molecolare…

Disposizione Anti-Parallela dei Dipoli Energeticamente Favorita

Elevata Probabilità diImpaccamento Centrosimmetrico

Nel ‘Bulk’…

Nei Sali…Interazioni Coulombiane

Favorite vs le Dipolo-DipoloProbabilità non Trascurabile di

Impaccamento Non Centrosimmetrico

LA ‘METODOLOGIA dei SALI’: INTRODUZIONE

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LA ‘METODOLOGIA dei SALI’: GLI INIZI di MEREDITH[1]

[#] Kurtz-Perry

a 1907 nm

[DAMS[DAMS++][CH][CH33SOSO33]]

I(2) ~ 220

I(2)UREA[#]

7 sali (87.5%) hanno ATTIVITÀ SHG NON TRASCURABILE e tra questi…

[trans-4'-dimetilammino-4-N-metilstilbazolio]X

[DAMS[DAMS++]X]X con 8 diversi controioni X[1]

N+

CH3

N(CH3)2X

[1] G.R.Meredith in 'Nonlinear Optical Properties of Organic and Polymeric Materials' Vol. 233, pagg. 27-56; J.D.Williams Ed.; ACS Symposium Series, ACS, Washington DC, 1983

Nei composti covalenti ci si attende una disposizione antiparallela dei ‘layers’ di cromofori.

Nei sali, durante la crescita del cristallo, la combinazione di fattori coulombiani e sterici definisce l'orientazione di un 'layer' anionico rispetto a quello cationico preesistente.

Gli anioni, in prima approssimazione, possiedono un piano di riflessione coincidente con il proprio piano medio: il successivo 'layer' di cationi si dispone pertanto in modo da ingenerare, con il 'layer' anionico, le stesse interazioni tra quest'ultimo ed il primo strato cationico.

Gli anioni 'forzano' dunque la formazione di ‘layers’ paralleli di cationi.

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N+R

CH3

N+

R

CH3

[trans-4'-R-2-N-metilstilbazolio]X

[[transtrans-2]X-2]X, 11 sali, 7 cationi[2]

[trans-4'-R-2-N-metilstilbazolio]X

[[transtrans-4]X-4]X, 43 sali, 15 cationi, 10 controioni[2]

♦♦ Solo 3 sali (27.3%) hanno

I(2)≠0♦♦ 32 sali (74.4%) hanno I(2)SALE ≥ 0.1I(2)UREA

♦♦ 8 controioni sono tali che I(2)SALE ~ 35 I(2)UREA

♦♦ Ogni catione ha un controione tale che I(2)SALE ~ I(2)UREA

La asimmetria degli ioni [trans-2] inibisce interazioni favorevoli all'impaccamento non-centrosimmetrico, più probabile con ioni a forma 'cilindrica' quali i [trans-4].

LA ‘METODOLOGIA dei SALI’: GLI INIZI di MARDER[2]

[2]

Page 32: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

LA ‘METODOLOGIA dei SALI’: IL DAST[3]

[3] S.R.Marder, J.W.Perry, C.P.Yakymyshyn Chem. Mater. 1994, 6, 1137

DASTDAST[trans-4’-dimetilammino-4-N-metil-stilbazolio][p-toluensolfonato]

♦♦ Disposizione head-to-tail dei cromofori cationici in un layer

♦♦ Segregazione layers cationici mediante layers anionici

♦♦ Simmetria ‘a mirror’ dei layers anionici

♦♦ Disposizione parallela dei layers cationici successivi

I(2I(2))DASTDAST ~ 1000 I(2 ~ 1000 I(2))UREAUREA

++

++

++

--

--

--

C O N S

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MII

P S

LA ‘METODOLOGIA dei SALI’: [‘DAMS+-like’]xMII1-

xPS3[4]

[4] T.Corradin, R.Clemént, P.G.Lacroix, K.Nakatani Chem. Mater. 1996, 8, 2153

HOSTHOST

[#]Metodo di Kurtz-Perry urea quale standard

GUESTGUEST

N+

(CH3)2NCH3

[DAMS+]

M(II) SHG[#]

1064 1340 1540 nmMn 0.5 350 n.a.Cd 1 750 1000

N+

N(CH3)2NCH3

[IM2+]

M(II) SHG[#]

1064 nmMn 0.1Cd 0.2

N+

NN

(CH3)2NCH3

[DAZOP+]

M(II) SHG[#]

1064 nmMn 0.2Cd 0.5

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ALCUNE TECNICHE DI MISURA

Page 35: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

EFISH (Electric Field Induced Second Harmonic)EFISH (Electric Field Induced Second Harmonic)

misurazione proprietà NLO secondo ordine molecole neutre misurazione proprietà NLO secondo ordine molecole neutre

dipolaridipolari

♦♦ Impiego liquidi puri o soluzioni

♦♦ Necessità campo elettrico statico per

‘rottura’ disposizione centrica molecole

Impossibilità caratterizzazione

molecole senza e sali

TECNICHE DI MISURA: IL METODO EFISH

♦♦ Osservabile: proiezione su

Necessità misurazione

Presenza trasferimento di carica (CT):

collineare asse CT

info dirette su NLO molecolare

Assenza trasferimento di carica:interpretazione risultati complessa

Page 36: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

LS Sorgente laser pulsata (e.g. Nd:YAG)M SpecchioBS Beam splitterG GeneratoreMCR MonocromatoreS CampionePMT FotomoltiplicatoreR RiferimentoA AmplificatoreSP Specchio parabolicoRC Registratore

IL METODO EFISH: LA STRUMENTAZIONE

Page 37: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

Introdotto nel 1968 pervalutazione preliminarevalutazione preliminare dell’attività SHG di dell’attività SHG di

materialimateriali[5]

TECNICHE DI MISURA: IL METODO DI KURTZ-PERRY

Utilizzo di polveri microcristallineUtilizzo di polveri microcristalline ♦♦ Screening di pools di materiali♦♦ Identificazione di specie rilevanti♦♦ Semplicità ed immediatezza operative

VANTAGGIVANTAGGIMisura semiquantitativaMisura semiquantitativa

♦♦ Intensità di SH funzione di numero dimensione cristallinità

del particolato

SVANTAGGISVANTAGGI

[5] S.K.Kurtz, T.T.Perry J. Appl. Phys. 1968, 39, 3798

Page 38: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

SL Sorgente laser pulsata (e.g. Nd:YAG)BS Beam splitterS Campione

R Riferimento (e.g. urea, quarzo, KH2PO4)

SP Specchio parabolicoMCR MonocromatorePMT FotomoltiplicatoreA AmplificatoreRC Registratore

IL METODO DI KURTZ-PERRY: LO STRUMENTO

Riferimento SHG vs Urea Urea 1

KDP (KH2PO4) 1/3

Quarzo 10-2

Page 39: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

Phase Matching (PM):

Comportamento intensità SH [I(2)] vs dimensione media particolato [r]

ASSENZA PMASSENZA PM♦♦ I(2) < massimo: I(2) r♦♦ massimo I(2)

♦♦ I(2) > massimo: I(2) r-1

PRESENZA PMPRESENZA PM

♦♦ I(2) < massimo: I(2) r♦♦ massimo I(2) ƒ(r)

IL METODO DI KURTZ-PERRY: PHASE MATCHING

Page 40: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

Classificazione originaria di Kurtz e Perry

A)A) Materiali PM# con SHG > SHG riferimento

B)B) Materiali PM# con SHG < SHG riferimento

C)C) Materiali NPM# con SHG > SHG riferimento

D)D) Materiali NPM# con SHG < SHG riferimento

E)E) Materiali con SHG nulla

Attenzione…

Esistono 3 gruppi puntuali cristallografici acentrici (432, 422, 622)con tensore (2) nullo per simmetria

SHG non-nulla: non-centrosimmetria!

SHG nulla: centrosimmetria?

IL METODO DI KURTZ-PERRY: CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI

#PM = Phase Matchable NPM = Non Phase Matchable

Page 41: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

Cristallizzazione per sublimazione:formazione cristalli piccoli e

difettuali

Impiego reagenti ad elevata purezza

NLO E CRISTALLI SINGOLI

♦♦ Maggiore densità cromofori vs poled polymers o

films

♦♦ Elevata processabilità per impiego in dispositivi

VANTAGGIVANTAGGI

♦♦ Dimensioni di qualche cm3

♦♦ Assenza strain e difetti di

cristallinità

QUALITQUALITÀ NECESSARIEÀ NECESSARIE

♦♦ Solvatazione

♦♦ Aggregazione in soluzione

♦♦ Degradazione termica per

fusione

♦♦ Anisotropia crescita cristalli

PROBLEMIPROBLEMI

Page 42: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

I I metodi di crescita d’elezione:metodi di crescita d’elezione:

Crescita da soluzioni sovrassature ([soluto]ATTUALE > [soluto]EQUILIBRIO):

♦♦ Lenta evaporazione isoterma del solvente

♦ ♦ Lenta diminuzione della temperatura della soluzione senza evaporazione

I moti convettivi:I moti convettivi:

♦♦ possibile formazione di imperfezioni

Una crescita regolare:Una crescita regolare:

♦♦ introduzione di un germe iniziale

♦♦ ‘trapping’ della soluzione in un polimero microporoso (e.g. gel): miglioramento della difettualità ma limitazione delle dimensioni

Perfezione ma anche NON-Perfezione ma anche NON-CENTROSIMMETRIACENTROSIMMETRIA

NLO E CRISTALLI SINGOLI

Page 43: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

♦♦ Velocità di risposta

♦♦ Processabilità: sistemi sensibili a

♦♦ Trasparenza ‘efficiency/transparency trade-off’

Ma anche… luce calore ossigeno

VERSO IL DEVICE

♦♦ Intensità di rispostaNon solo…

Colore Materiale Regione Assorbimento Tipologia Materialerosso, blu, scuro > 550 nm derivati stilbenici, diazo-molecole

polieni ‘push-pull’ giallo < 500 nm 2-metil-4-nitroanilina (MNA)

N-(4-nitrofenil)-(L)-prolinolo (NPP) 3-metil-4-nitropiridina-1-ossido (POM) metil-(2,4-dinitrofenil)-amminopropanoato

(MAP) trasparente < 450 nm urea, polisilani

applicabilità vincolata alla regione di applicabilità vincolata alla regione di assorbimentoassorbimento

Page 44: Proprietà di ottica non lineare ### Simona Galli.

♦♦ Generazione o duplicazione di frequenza Materiali SHG-attivi trasparenti nel NIR

♦♦ Processazione dei segnali ottico ed elettronico Modulatori elettro-ottici

♦♦ Switching ottici

♦♦ Processazione o storing di dati ottici Materiali SHG-attivi trasparenti nel vicino UV (2 = 420 nm)

VERSO IL DEVICE

Applicazioni