Modernização da linha de Espectroscopia Óptica Não Linear ultrarrápida: Absorção transiente e chave kerr óptica com controle da polarização.

Resumo

A pesquisa que será desenvolvida nesse período está relacionada com o desenvolvimento e modernização de um laboratório de espectroscopia ultrarrápida, o qual trará, em um futuro próximo, a possibilidade de estudos de dinâmica temporal ultrarrápida em diferentes materiais, como por exemplo, moléculas orgânicas e compostos inorgânicos. Além desses estudos iniciais em femtoquímica, pretende-se utilizar futuramente tal estrutura experimental para o estudo de materiais biológicos, como proteínas e DNA, o qual necessitará da utilização de controle de polarização dos lasers envolvidos na técnica espectroscópica ultrarrápida. O objetivo principal será o desenvolvimento e modernização das técnicas de espectroscopia ultrarrápida por transmitância (absorção transiente) e a adaptação da mesma para o estudo de materiais quirais e possivelmente metamateriais. Ambas as técnicas e suas adaptações necessitam de componentes ópticos e mecânicos extremamente precisos e confiáveis, os quais deverão ser adquiridos com a aprovação desse projeto. Nesses próximos anos, o projeto de pesquisa será associado à montagem e obtenção de resultados significativos na área de femtoquímica em materiais orgânicos com grande importância para o conhecimento básico na área e alta relevância para aplicação em tecnologia.O estudo da dinâmica populacional empregando-se controle de polarização dos campos de excitação e prova pode trazer informações importantes sobre moléculas em seus estados excitados e como a estrutura quiral se comporta fora de seu equilíbrio. Em tais estados ou bandas de energia, a interação com a luz pode trazer informações importantes para o entendimento de estruturas secundárias de moléculas quirais (DNA, aminoácidos e etc). Baseando-se nisso, na possibilidade de se observar como efeitos de quiralidade podem se comportar no tempo ultrarrápido (centenas de femtossegundos a dezenas de picossegundos), o presente projeto tem como, além de modernizar a técnica de absorção transiente (excitação e prova), a adaptação do controle dos estados de polarização dos campos ópticos (linearmente polarizado, circularmente polarizado à esquerda e à direita) para uma ampla faixa espectral (VIS-NIR). Após a implementação de tal técnica, ela será usada para caracterizar e quantificar os efeitos não lineares em materiais orgânicos conhecidos, os quais podem apresentar dependência com polarização da luz. Essa parte se enquadra a uma melhora considerável da técnica disponível e obsoleta no Grupo de Fotônica. A técnica está limitada em resolução temporal e/ou espectral devido aos componentes ópticos e mecânicos já defeituosos e antigos, os quais reduzem as margens de confiabilidade da técnica. A melhora e modernização da técnica tornará a linha de espectroscopia ultrarrápida competitiva com os principais grupos do exterior. O importante também é enfatizar aqui que na segunda etapa do projeto, a qual entra o controle de polarização, tornará a técnica de absorção transiente sensível ao dicroísmo circular em estados excitados de materiais quirais. Pode-se afirmar com certeza, que técnicas que estudam dicroísmo circular de estado excitado e sua dinâmica são poucas, o que torna esse campo de estudo algo totalmente promissor para a geração de conceitos básicos e abertura de novas frentes de pesquisa. Essa técnica experimental será aplicada no entendimento de materiais quirais básicos como moléculas orgânicas simples e polímeros quirais e pode ser o início do uso da mesma para compreender moléculas mais complexas como DNA, proteínas e etc. (AU)