Las
denominadas propiedades ópticas no lineales (NLO) de los materiales, refieren a la característica de aquellos
materiales que bajo la incidencia de un campo electromagnético
aplicado, son capaces de generar un nuevo campo elctromagnético
alterado en frecuencia, fase u otras propiedades físicas con
respecto al tal campo aplicado.
Alternativamente, las sustancias NLO son capaces de
manipular señales fotónicas, mediante la generación de una señal
de salida ante la incidencia de una señal de entrada, de forma
que se relacionen en una forma útil, formas cuya diversidad sólo
puede obtenerse de interacciones NLO.
Tales
capacidades son de principal importancia para el desarrollo de
tecnologías como las comunicaciones ópticas, la computación
óptica, y el proceso dinámico de imágenes.
En
general los progresos en estas áreas están fuertementemente
relacionados con la obtención de materiales con propiedades NLO
reforzadas y otras propiedades deseables, tales como aquellas
que facilitan los procesos de síntesis de tales materiales.
Se reconocen tres clases genéricas de materiales NLO[i]:
estructuras semiconductoras multicapa, arreglos macroscópicos
basados en moléculas, y sólidos inorgánicos tradicionales.
Cada clase posee sus características favorables y desfavorables
según los fines.
Los
sólidos inorgánicos han sido los materiales NLO preferidos
hasta hace un tiempo. Sin embargo en la actualidad la atención
se focaliza en los arreglos macroscópicos pi-electrónicos de
moléculas, que ofrecen una serie de ventajosas propiedades
colaterales, además de una potente respuesta NLO.
Por
otra parte las respuestas NLO de los materiales de esta clase
están dados por las características NLO de las moléculas
componentes, también llamadas cromósforos.
Es
por ello que los esfuerzos se conducen hoy al estudio y
descubrimiento de NLO moleculares con mejores propiedades de
forma de constituirse en cromósforos apto para la síntesis de
arreglos macroscópicos.
Antiguamente la búsqueda de materiales NLO era conducida
a través de laboriosas síntesis y pruebas de laboratorio. Con
el desarrollo de los métodos de cálculo cuántico-moleculares
y el advenimiento de potentes programas de cálculo
computacional, las tareas de investigación en este sentido han
conocido una aceleración, producto de la conjunción de la
intuición del investigador respecto al tipo de materiales
pasibles de ser buenos NLO, con la posibilidad de confirmación
aunque sea aproximada que brindan los programas de cálculo de
propiedades. Más aún, el descubrimiento de un tipo de molécula
NLO en particular, permite proponer la extensión de tales
características a una toda una familia molecular de acuerdo a
criterios propuestos por el investigador, y verificarla a través
de los cálculos computacionales.
Debe
tenerse en cuenta que en el estado actual de las investigaciones,
más allá de una extremada presición en el cálculo de las
propiedades, interesa obtener aproximaciones suficientemente
buenas en orden a comprender mejor cuáles son los aspectos de
la estructura electrónico molecular que son responsables de las
respuestas NLO deseables, de forma de obtener criterios deseados
en la búsqueda de mejores cromósforos.
[i]
D. Kanis, M. Ranis, y T. Marks, Chemical Review, Vol. 94,
No. 1, p.195, 1994.