Cultivo de cristales simples para experimentos de óptica no lineal

Aquí hay un ejercicio para ti: escribe «cristales» en tu motor de búsqueda favorito y mira lo que obtienes. Si eres como nosotros, recibirás un montón de publicaciones pseudocientíficas sobre el poder curativo de los cristales, junto con ofertas para comprar lo mismo a precios exorbitantes. Pero más allá de eso, algunos cristales tienen poderes aparentemente mágicos, p. La capacidad de convertir la luz de un color a otro..

Nada de esto es magia, por supuesto. Más bien, como entusiastas de la óptica [Les Wright] Él explica, la óptica no lineal tiene que ver con la física. Gran física, también, como la que convirtió a la Instalación Nacional de Ignición en el primer grupo de investigación de fusión en alcanzar el punto de «equilibrio», al menos en términos de energía luminosa. Para hacer esto, necesitan convertir megajulios de radiación láser infrarroja en todo el espectro visible en luz ultravioleta, confiando en cristales masivos de dihidrógeno fosfato de potasio (KDP) desgrasado para hacerlo. Dependiendo de cómo se corten, los cristales de este tipo tienen propiedades ópticas no lineales, como la generación de segundo armónico, que combina dos fotones de entrada en un solo fotón con el doble de energía que el original. Esto da como resultado que la longitud de onda de entrada se reduzca a la mitad, duplicando la frecuencia.

Mientras que el proceso utilizado en NIF produce cristales de proporciones gigantescas, [Les] Necesidades más modestas y por tanto un proceso más sencillo. Su KDP es un químico listo para usar, y no tiene nada de especial que se agregue al agua hirviendo para hacer una solución saturada. Se vierte un poco de solución en un vidrio de reloj para hacer cristales de semillas, y se deja que todo se enfríe lentamente. Un buen cristal de semilla se une a un trozo de hilo de pescar de monofilamento y se suspende en una solución saturada, y con el tiempo suficiente se forman cristales de buen tamaño. Cuando se coloca en la trayectoria de un rayo láser IR de 1064 nm y se gira con cuidado en relación con el rayo, el cristal produce fácilmente una salida láser verde brillante.

Este es un gran material, y esperamos ver dónde [Les] va con esto Pulir los cristales para hacerlos ópticamente más limpios podría ser un buen próximo paso, al igual que hacer crecer cristales más grandes.