Rectificación óptica

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 . Fue reportado por primera vez en 1962, ^[2] cuando la radiación de un láser rubí se transmitió a través de cristales de fosfato de dihidrógeno de potasio (KDP) y fosfato de dideuterio de potasio (KD _d P).

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 excitación. 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 los 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 continua, mientras que la rectificación óptica puede convertir un campo eléctrico sinusoidal en una polarización continua, pero no en una corriente continua. Por otro lado, una polarización cambiante es un tipo 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 provocar una corriente continua.

Cuando el campo eléctrico aplicado es entregado por un láser de ancho de pulso de femtosegundo , el ancho de banda espectral asociado con tales pulsos cortos es muy grande. La mezcla de diferentes componentes de frecuencia produce una polarización de batido, lo que resulta en 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 que acelera/desacelera, excepto que aquí las cargas están en una forma de dipolo ligado 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 generación del segundo armónico superficial . Sin embargo, el efecto se ve influenciado, por ejemplo, por la excitación de electrones fuera de equilibrio y, por lo general, se manifiesta de una manera más complicada. ^[3]

De manera similar a otros procesos ópticos no lineales, también se informa que la rectificación óptica mejora cuando los plasmones de superficie se excitan en una superficie metálica. ^[4]

Junto con la aceleración de portadoras en semiconductores y polímeros, la rectificación óptica es uno de los principales mecanismos para la generación de radiación de terahercios usando láseres. ^[5] Esto es diferente de otros procesos de generación de terahercios como la polaritónica donde se cree que una vibración de red polar genera la radiación de terahercios .

• Espectroscopia de dominio temporal de terahercios