精心制作的有機(jī)分子具有很強(qiáng)的光學(xué)非線性，從而實(shí)現(xiàn)了一種新型有機(jī)非線性光學(xué)材料，并且該材料有望在高速調(diào)制及三維微加工等領(lǐng)域找到用武之地。 

人們對(duì)有機(jī)非線性材料的研究可以追溯到幾十年前，但直到近才取得實(shí)用性成果。Lumera公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列基于有機(jī)非線性材料的高速電光調(diào)制器，其數(shù)據(jù)速率可達(dá)100Gbit/s。具有很強(qiáng)雙光子吸收的有機(jī)化合物已被用于演示一種新型超高精度三維微加工技術(shù)。美國(guó)國(guó)防部高等研究計(jì)劃局（DARPA）以及國(guó)家科學(xué)基金會(huì)目前正在為這些雄心勃勃的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供資助。 

有機(jī)材料的承諾與風(fēng)險(xiǎn) 

對(duì)于任何使用塑料元件的建議，大多數(shù)人的反應(yīng)是要小心謹(jǐn)慎。塑料光學(xué)元件存在若干性能上的不足，包括耐用性較差、變色、吸收大以及內(nèi)部不均勻等，這些問(wèn)題至今仍未解決。舉一個(gè)發(fā)生在我身上的例子。去年我用的一副眼鏡的性能變差，幾乎無(wú)法使用，因?yàn)楦哒凵渎实乃芰乡R片變黃且鍍層脫落。眼鏡商承認(rèn)，這些塑料鏡片的使用壽命并不長(zhǎng)。 

新一代有機(jī)非線性材料采用一種不同的設(shè)計(jì)方法來(lái)提供優(yōu)異的性能。有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)變化無(wú)窮，化學(xué)家們已經(jīng)知道如何產(chǎn)生具有*非線性光學(xué)性質(zhì)的新型分子。光敏分子被稱為發(fā)色團(tuán)，通常它們體型較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并 

且通過(guò)專家的特定設(shè)計(jì)以提供所需的非線性性質(zhì)。美國(guó)Case Western Reserve大學(xué)的Kenneth Singer指出：非線性效應(yīng)源自對(duì)于較大發(fā)色團(tuán)分子中若干原子共用的共軛電子性質(zhì)的操控。發(fā)色團(tuán)自身可以形成玻璃狀材料，還可以作為邊鏈添加到其他聚合物形成的化合物中，或者是溶解到聚合物之中。Singer說(shuō)：“這對(duì)于化學(xué)家而言是名副其實(shí)的游樂(lè)場(chǎng)。我們將只專注于光學(xué)方面，而把那些細(xì)節(jié)留給化學(xué)家。” 

該項(xiàng)研發(fā)的一期目標(biāo)是獲得所需的高非線性，但研發(fā)人員面臨折中選擇。非線性光學(xué)材料必須能夠承受大的光強(qiáng)，并且在正常工作溫度下使用。通常有機(jī)光學(xué)材料的光散射損耗要比無(wú)機(jī)晶體大，但由于非線性較大，因此可以選用更小的裝置以補(bǔ)償這種損耗。