Moléculas orgânicas que exibem não linearidades ópticas (NLO) de segunda e terceira ordem são uma classe de materiais de grande importância para a óptica e fotônica. Suas propriedades permitem aplicações em limitadores ópticos, microscopia por fluorescência via dois fótons, entre outros. As NLO podem ser aumentadas com a adição de radicais que atuam como doadores ou aceitadores de elétrons possibilitando um aumento da polarização devido a transferência de cargas. Desta forma, é importante o estudo de novas moléculas orgânicas, para entender suas características, visando futuras aplicações e/ou como melhorar as estruturas moleculares já existentes. Neste trabalho estudamos a absorção de dois fótons (A2F) e o Espalhamento Hyperayleigh (HRS) de oito chalconas separadas em dois grupos. O primeiro composto por moléculas mono substituídas com Cl, Br, CH₃, NO_2, e OCH₃, de mesma estrutura. Um segundo grupo, composto por moléculas com o mono substituinte NO² nas posições ortho, meta e para e com alternância de duplas posições, também foi estudado. A técnica de varredura-Z foi empregada para o estudo do processo de A2F, utilizando um sistema laser com pulsos de femtosegundos e comprimento de onda sintonizável. Para a determinação da primeira hiperpolarizabilidade utilizamos o HRS em uma montagem experimental com um laser com trem de pulsos em 1064 nm. As moléculas foram estudadas dissolvidos em Dimetilsulfóxido (DMSO). Os espectros lineares mostraram que em geral as moléculas não apresentam absorção acima de 550 nm. As amostras mostraram A2F com seções de choque variando entre 6,7 a 32 GM. Para o HRS foram obtidos valores de primeira hiperpolarizabilidade variando entre 13,1 e 35,5 cm⁵/esu. Os resultados mostraram a existência de uma relação entre as propriedades de doação ou aceitação de elétrons dos radicais, suas posições e as não linearidades ópticas. Tais resultados permitem entender melhor as dependências das NLO com os radicais, podendo ser utilizados para a produção de moléculas com maiores NLO para futuras aplicações.

Organic molecules with second and third nonlinear optical properties (NLOP) are a fundamental material class for optics and photonics. Its features can be applied to optical limiters, two-photon fluorescence microscopy, and other applications. The NLOP can be increased by adding substituents that act as electron donor or acceptors, allowing a higher polarization due to the charge transfer. In this way, it is important the study of new organic molecules to understanding the characteristics, looking for new applications and/or how to improve already existing molecules. In this work, we studied the two-photon absorption (2PA) and the Hyper Rayleigh Scattering of eight chalcones separated into two groups. The first one is composed by mono substituted molecules with Cl, Br, CH₃, NO₂ e OCH₃, and same molecular frame. The second group is composed of molecules with NO² in the position ortho, meta and para, also with alternate unsaturation. The Z-scan technique, employed to study the 2PA, was performed using a fs-laser system with tunable wavelength. HRS was carried out to determine the first molecular hyperpolarizability, using a experimental setup with a Nd:YAG laser with pulse trains at 1064 nm . All the molecules were dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO). The linear spectrums showed that the molecules does not absorbs above 550 nm. The samples showed 2PA cross-sections ranging between 6.7 and 32 GM. The HRS measurements showed first hyperpolarizability between 13.1 and 35.5 cm⁵/esu The results showed a relationship between the substituents donor and acceptor properties, its position and the NLOP. These results allow us to better understand the dependence between the NLOP with the molecular structures, and can be used to produce new molecules with higher NLOP for future applications.