Dalam teori optik tradisional, perilaku cahaya dapat dijelaskan dengan model linier dalam banyak kasus. Namun, seiring kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, para ilmuwan mulai mengeksplorasi perilaku cahaya dalam media nonlinier, khususnya fenomena penyerapan dua foton, yang telah menarik perhatian luas. Fenomena ini tidak hanya mengungkap kompleksitas interaksi antara cahaya dan materi, tetapi juga membuka prospek baru untuk aplikasi ilmiah dan teknologi di masa depan.
Penyerapan dua foton adalah proses optik nonlinier yang memungkinkan dua foton diserap oleh suatu zat secara bersamaan, yang mengakibatkan eksitasi elektron atau efek lainnya.
Konsep penyerapan dua foton berawal dari tahun 1931, ketika Maria Goeppert Mayer membuat prediksi ini untuk tesis doktoralnya. Akan tetapi, baru pada tahun 1961 teori tersebut pertama kali diverifikasi secara eksperimental di Bell Labs, yang kemudian dipadukan dengan karya Peter Franken tentang pembangkitan harmonik kuadratik di Universitas Michigan, dan dengan munculnya teknologi laser, penyerapan foton ganda menjadi perhatian para ilmuwan.
Proses penyerapan dua foton melibatkan akumulasi energi foton, yang berarti bahwa sebuah elektron perlu menyerap energi dari dua foton pada saat yang sama untuk melompati tingkat energi peningkatan energinya. Sifat ini sangat penting dalam kondisi eksperimen yang tepat karena mengurangi kerugian pada komponen optik dan meningkatkan efisiensi penggunaan cahaya.
Fenomena ini memerlukan intensitas cahaya yang sangat tinggi dan sering kali paling menonjol dalam operasi laser.
Studi penyerapan dua foton tidak terbatas pada lingkup ilmu dasar. Potensi aplikasinya telah menarik perhatian di banyak bidang seperti kedokteran, komunikasi, dan ilmu material. Di bidang medis, teknologi pencitraan dua foton dapat mencapai pengamatan mendalam terhadap sel hidup dan jaringan biologis tanpa menggunakan pewarna eksternal, sehingga secara efektif mengurangi kerusakan pada sampel.
Dengan studi mendalam tentang penyerapan dua foton dan fenomena optik nonlinier lainnya, pengembangan ilmiah dan teknologi di masa depan niscaya akan mengantarkan pada terobosan baru. Hal ini tidak hanya memberi para ilmuwan kesempatan untuk mengeksplorasi fenomena optik baru, tetapi juga membuat kita berpikir tentang bagaimana teknologi ini pada akhirnya akan mengubah kehidupan dan lingkungan teknologi kita?