Influencia del solvente en las propiedades ópticas no lineales de sistemas moleculares complejos en señales de mezcla de cuatro ondas degeneradas y no degeneradas: Consideraciones vibrónicas

Abstract

En este trabajo se estudia de forma teórica las propiedades ópticas no lineales absortivas y dispersivas de sistemas moleculares complejos inmersos en un reservorio térmico que interactúan con una señal de mezcla de cuatro ondas, teniendo en consideración la estructura interna del sistema molecular mediante la inserción de Hamiltonianos residuales del tipo spin-órbita. Se hace uso de las ecuaciones de Bloch ópticas estocásticas y se calculan las componentes de Fourier de las coherencias y de poblaciones en matrices densidad reducidas. Como parámetros del sistema en los procesos de disipación, se consideran los tiempos de relajación transversal y longitudinal para los procesos estocásticos de interacción soluto-solvente, empleando procesos del tipo Ornstein-Uhlenbeck. Los efectos de acoplamiento intramolecular sobre las respuestas ópticas se estudiaron usando un modelo de molécula consistente de dos curvas armónicas acopladas de energías electrónicas con mínimos desplazados en energías y posiciones nucleares. Con este desarrollo se tiene una solución más completa de las ecuaciones de Bloch ópticas estocásticas que permite la búsqueda de la polarización inducida y con ellas las susceptibilidades no lineales, responsables tanto de las propiedades ópticas como de las intensidades de la señal tipo Rayleigh. Uno de los aportes fundamentales de este estudio consiste en no restringir las derivaciones anteriores a máximos de oscilaciones de poblaciones como lo consideran muchos de los trabajos citados, sino que pueden permitirse diferencias de frecuencias entre bombeo y prueba distintas de cero, teniendo así ondas no degeneradas. Esto abre la posibilidad de estudiar el comportamiento de las respuestas ópticas en todo el espacio de frecuencias, lo que resulta de mucha utilidad en diseños experimentales.