پایداری پدیده تولید هارمونیک سوم به​عنوان منبع تولید نورفرابنفش برای استفاده در نانوجراحی

توسعه پالس​های فوق سریع لیزری ما را قادر به استفاده از اندرکنش​های قوی و جایگزیده اپتیک غیرخطی و دستکاری اپتیکی در داخل سلول​های زنده در مقیاس نانو نموده است. در نقطه تمرکز، چگالی توان نور بالا بوده و هر پالس باعث ایجاد یک حباب میکروسکوپی می شود که بافت سلولی اطراف خود را از هم جدا می کند. از تجمع هزاران حباب در کنار یکدیگر می توان یک برش بسیار ظریف در بافت سلولی ایجاد نمود. به​علت دارا بودن بازده تبدیل بالا، تولید و جذب نور فرابنفش می​تواند به​عنوان یک فرآیند احتمالی در نقطه تمرکز اتفاق افتد. علاوه​بر​این، نور فرابنفش می​تواند نزدیک به نقطه کانونی توسط پدیده تولید هارمونیک سوم ایجاد شود. از این رو، مطالعه پایداری پدیده تولید هارمونیک سوم در کاربردهای پزشکی از​جمله نانو​جراحی از اهمیت بالایی برخوردار است.
مطالعه پایداری پدیده تولید هارمونیک سوم را با بررسی رفتار نور در داخل یک بلور اپتیکی با پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم انجام می​دهیم. برای این منظور، با توصیف کوانتومی پدیده به مطالعه جایگزیدگی نور با استفاده از نسبت وارون اشغال و آمار افت و خیر ترازهای انرژی می​پردازیم. با استفاده از تحلیل این دو پارامتر می​توان ویژگی گستردگی توابع موج نور را مورد بررسی قرار داد. برای یک تابع موج کاملا گسترده، مقدار نسبت وارون اشغال برابر با معکوس ابعاد فضای هیلبرت و برای یک تابع موج کاملا جایگزیده این مقدار برابر 1 است. در سمت مقابل نیز، آمار ترازهای انرژی حالت​های گسترده از آمار ویگنر و حالت​های جایگزیده از آمار پواسونی پیروی می​کند.
نتایج به​دست​آمده نشان می​دهد در​حالی​که نور حاصل از پدیده تولید هارمونیک سوم در میدان​های الکتریکی ضعیف و یا بلورهای اپتیکی با پذیرفتاری مرتبه سوم کوچک جایگزیده است، اعمال میدان الکتریکی به حد کافی قوی می​تواند سبب غیرجایگزیدگی نور و در​نتیجه ناپایداری پدیده تولید هارمونیک سوم در بلورهای اپتیکی با پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم مناسب گردد.
میدان الکتریکی و پذیرفتاری مرتبه سوم بلور اپتیکی، عوامل موثر در پایداری/ناپایداری پدیده تولید هارمونیک سوم هستند.