rectificación óptica

La rectificación electroóptica (REO), también conocida como rectificación óptica , es un proceso óptico no lineal que consiste en la generación de una polarización cuasi-CC 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 cristales de dihidrogenofosfato de potasio (KDP) y fosfato dideuterio de potasio (KD _d P).

La rectificación óptica puede explicarse 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 se representa mediante una onda sinusoidal, se generará una polarización de CC promedio.

La rectificación óptica es análoga al efecto de rectificación eléctrica producido por los diodos , donde una señal de corriente alterna (CA) se puede convertir ("rectificar") en corriente continua (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 de CC, pero no en una corriente continua. Por otro lado, una polarización variable es un tipo de corriente. Por lo tanto, si la luz incidente se vuelve cada vez más intensa, la rectificación óptica produce una corriente continua, mientras que si la luz se vuelve cada vez menos intensa, la rectificación óptica produce una corriente continua en la dirección opuesta. Pero, nuevamente, si la intensidad de la luz es constante, la rectificación óptica no puede producir una corriente continua.

Cuando el campo eléctrico aplicado es entregado por un láser de pulsos de femtosegundos , el ancho de banda espectral asociado con dichos pulsos cortos es muy grande. La mezcla de diferentes componentes de frecuencia produce una polarización de batido, 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 acelerada/desacelerada, excepto que aquí las cargas están en 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 de segundo armónico superficial . Sin embargo, este efecto se ve influenciado, por ejemplo, por la excitación electrónica en desequilibrio y, en general, se manifiesta de una manera más compleja. ^{[ 3 ]}

Al igual que otros procesos ópticos no lineales, también se ha informado que la rectificación óptica se ve mejorada cuando se excitan plasmones de superficie en una superficie metálica. ^{[ 4 ]}

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 de la red polar genera la radiación de terahercios .

• Espectroscopia de dominio temporal de terahercios