Crescimento de cristais simples para experimentos de óptica não linear

Aqui está um exercício para você: digite “cristais” em seu mecanismo de busca favorito e veja o que obtém. Se você for como nós, receberá um monte de posts pseudocientíficos sobre o poder de cura dos cristais, juntamente com ofertas para comprar a mesma coisa a preços exorbitantes. Mas além disso, alguns cristais têm poderes aparentemente mágicos – por exemplo A capacidade de converter a luz de uma cor para outra.

Nada disso é mágico, claro. Em vez disso, como entusiastas da óptica [Les Wright] Ele explica que a óptica não linear tem tudo a ver com a física. Grandes físicos também, como o tipo que fez do National Ignition Facility o primeiro grupo de pesquisa de fusão a atingir o ponto de equilíbrio, pelo menos em termos de energia luminosa. Para fazer isso, eles precisam converter megajoules de radiação laser infravermelha por todo o espectro visível em luz ultravioleta, contando com cristais maciços de dihidrogenofosfato de potássio desengordurado (KDP) para fazer isso. Dependendo de como são cortados, os cristais desses tipos têm propriedades ópticas não lineares, como geração de segundo harmônico, que combina dois fótons de entrada em um único fóton com o dobro da energia do original. Isso resulta na redução do comprimento de onda de entrada pela metade, dobrando a frequência.

Enquanto o processo usado no NIF produz cristais de proporções gigantescas, [Les] Necessidades mais modestas e, portanto, um processo mais simples. O KDP deles é um produto químico pronto para uso e não há nada de especial em ser adicionado à água fervente para formar uma solução saturada. Uma pequena solução é despejada em um vidro de relógio para fazer cristais de semente, e a coisa toda é deixada esfriar lentamente. Um belo cristal de semente é preso a um pedaço de linha de pesca monofilamento e suspenso em uma solução saturada, e com o tempo formam-se cristais de bom tamanho. Quando colocado no caminho de um feixe de laser infravermelho de 1.064 nm e cuidadosamente girado em relação ao feixe, o cristal produz prontamente uma saída de laser verde brilhante.

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Isso é ótimo, e estamos ansiosos para ver onde [Les] vai com isso. Polir os cristais para torná-los opticamente mais limpos pode ser um bom próximo passo, assim como o crescimento de cristais maiores.


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