Nieliniowa absorpcja w nanomateriałach

Pośród rozmaitych zjawisk zaliczanych do nieliniowej optyki, ważną rolę pełnią procesy absorpcji wielofotonowej, ze względu na ich szerokie zastosowania, m.in. w litografii 3D, zapisie informacji i biofotonice. W pracach prowadzonych w naszej grupie badawczej poszukujemy nowych materiałów o zoptymalizowanych parametrach dotyczących ich absorpcji nieliniowej (np. absorpcji dwufotonowej bądź trójfotonowej) oraz innych istotnych właściwości takich jak wydajność kwantowa fluorescencji czy biokompatybilność. Badaliśmy m.in. nanocząstki rozmaitych materiałów, w tym półprzewodników, nanocząstki plazmoniczne, nanocząstki zawierające jony lantanowców czy też klastery metaliczne. We wszystkich przypadkach naszym zamierzeniem było ilościowe określenie pełnych zależności spektralnych odpowiednich przekroi czynnych (np. σ₂ – przekrój na absorpcję dwufotonową) przy użyciu femtosekundowych impulsów laserowych przy niskiej częstości repetycji, co jest kluczowe dla uzyskania wiarygodnych wyników. Nanocząstki wykazujące silną absorpcję dwufotonową mogą być wykorzystane bezpośrednio, np. jako wskaźniki w mikroskopii nieliniowej, lub jako składniki skomplikowanych systemów teranostycznych. Ostatnio okazało się, że bardzo interesującymi materiałami wykazującymi silną absorpcję nieliniową są polimery koordynacyjne. Bardzo silną absorpcję trójfotonową zaobserwowaliśmy dla błękitu pruskiego, obiecujące są też połączenia typu MOF (metal organic framework).