Étude des règles de sélection des transitions polaritoniques moléculaires par spectroscopie d'absorption à deux photons

Le couplage fort lumière-matière offre une nouvelle façon de manipuler les propriétés physiques et chimiques des molécules. L'étude des propriétés intrinsèques des états hybrides lumière-matière (états polaritoniques) dans de tels systèmes couplés est d'une grande importance tant en sciences moléculaires qu'optique. Ici, nous explorons les règles de sélection des exciton-polaritons par rapport à la symétrie des molécules couplées. En utilisant des spectroscopies de mesure transiente à un photon (1PA) et à deux photons (2PA), nous découvrons que les règles de sélection pour la transition vers l'état polaronique inférieur diffèrent pour les excitations 1PA et 2PA dans des agrégats J rigides et symétriques fortement couplés, tandis qu'elles s'effondrent pour des molécules flexibles plus souples avec une symétrie inférieure. Les spectres transients à 0 délai à 2PA peuvent être différents de ceux sous condition 1PA, ce qui révèle la coexistence de différents états excités. Ainsi, les règles de sélection pour la transition vers des états polaritoniques et la multiplicité des états excités sont plus complexes qu'on ne l'avait imaginé auparavant, et de telles études devraient aider à approfondir la compréhension du couplage fort lumière-molécule.