精心制作的有機分子具有很強的光學非線性，從而實現了一種新型有機非線性光學材料，并且該材料有望在高速調制及三維微加工等領域找到用武之地。 

人們對有機非線性材料的研究可以追溯到幾十年前，但直到近才取得實用性成果。Lumera公司已經開發出一系列基于有機非線性材料的高速電光調制器，其數據速率可達100Gbit/s。具有很強雙光子吸收的有機化合物已被用于演示一種新型超高精度三維微加工技術。美國國防部高等研究計劃局（DARPA）以及國家科學基金會目前正在為這些雄心勃勃的開發項目提供資助。 

有機材料的承諾與風險 

對于任何使用塑料元件的建議，大多數人的反應是要小心謹慎。塑料光學元件存在若干性能上的不足，包括耐用性較差、變色、吸收大以及內部不均勻等，這些問題至今仍未解決。舉一個發生在我身上的例子。去年我用的一副眼鏡的性能變差，幾乎無法使用，因為高折射率的塑料鏡片變黃且鍍層脫落。眼鏡商承認，這些塑料鏡片的使用壽命并不長。 

新一代有機非線性材料采用一種不同的設計方法來提供優異的性能。有機化合物的結構變化無窮，化學家們已經知道如何產生具有*非線性光學性質的新型分子。光敏分子被稱為發色團，通常它們體型較大、結構復雜，并 

且通過專家的特定設計以提供所需的非線性性質。美國Case Western Reserve大學的Kenneth Singer指出：非線性效應源自對于較大發色團分子中若干原子共用的共軛電子性質的操控。發色團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：“這對于化學家而言是名副其實的游樂場。我們將只專注于光學方面，而把那些細節留給化學家。” 

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