Tout le monde connaît le pointeur laser à lumière rouge. On préfère pourtant souvent la version « lumière verte », car elle est plus lumineuse. La lumière en est éjectée par un processus de laser infra-rouge traditionnel que l’on fait passer par un cristal qui la transforme en lumière verte. C’est ce qu’on appelle le phénomène de génération de 2ème harmonique. Cette propriété est à la source du développement de nouvelles spectroscopies, de nouveaux modes de transmission et de traitement des données, y compris par des molécules dites intelligentes, utilisées à l’échelle moléculaire ou comme senseurs. On pense par exemple à l’imagerie médicale par fluorescence, où l’analyse du contraste des éléments de l’image peut être améliorée par ce type de procédé.
En utilisant des méthodes de simulations numériques mixtes, combinant mécanique classique et mécanique quantique, l’équipe internationale de chercheurs a pu démontrer le rôle des mouvements des molécules (leurs fluctuations structurales) sur leurs propriétés. Cet aspect de la dynamique est novateur car les études précédentes se limitent à des structures « rigides ». Ces phénomènes ont été analysés dans différentes situations où l’environnement moléculaire joue un rôle qui peut être prépondérant. Des molécules organiques sous différentes formes ont été utilisées : en solution, sous la forme de petits agrégats, dans des bicouches lipidiques, sous la forme de monocouches auto-assemblées et également des polymères. Ces composés ont été utilisés car ils peuvent être facilement modulés par synthèse, ce qui permet d’optimiser ou de maximiser leurs propriétés.
Les résultats de ces recherches permettront d’améliorer l’interprétation des spectres, des signaux et des observations expérimentales dans une série de cas mais aussi de concevoir de nouvelles molécules aux propriétés optiques non linéaires améliorées.
