מוליך גלים (הנקרא לעיתים גם גלבו) הוא מבנה אשר מטרתו – כפי שמעיד שמו – היא להוליך גלים אלקטרומגנטיים דרכו, בצורה יעילה ולמרחקים גדולים. מוליכי גלים מאפשרים להעביר אותות, לדוגמה תשדורות מידע, בהפסדים מינימליים ועיוותים נמוכים, כאשר סיבים אופטיים מהווים את הצורה הנפוצה ביותר. מוליכי גלים לא-ליניאריים בעלי אי-ליניאריות מ"סדר שלישי" – כזו שהקיטוב בחומר משתנה כתלות בשדה החשמלי בחזקה שלישית – הם תחום מחקר מעניין ובעל פוטנציאל בעיבוד מידע כל-אופטי. באמצעות חומרים לא-ליניאריים, והאינטראקציות בין השדה החשמלי של קרינת האור והיגב אותם החומרים, ניתן לבצע פעולות כגון הכפלת אותות אופטיים שלא ניתן לבצע בשום דרך אחרת, אולם התופעה הלא-ליניארית הינה חלשה באופן אינהרנטי. כאשר משלבים את החומרים הלא-ליניאריים במוליכי גלים, ניתן להעצים את התופעה באמצעות כליאת האור במוליך הגל כך שעוצמתו נשמרת וגם ע"י הארכת האינטראקציה לאורך כל מוליך הגל. בעזרת שימוש במוליכי גלים לא-ליניאריים הוצגו יישומים נרחבים כגון המרת אורך גל באמצעים אופטיים בלבד, הגבר פרמטרי ועוד. ניתן לחלק את הדרישות ממוליך גל לא-ליניארי לשני סוגי מאפיינים: מאפייני הולכת האור (למשל תיחום האור במבנה קטן, נפיצה, פיזור והפסדים) ומאפיינים לא-ליניאריים (לדוגמה, סוג אי-הליניאריות והדינמיקה שלה). אי-הליניאריות במוליכי גלים מתוארת ע"י גודל המכונה "גמא", המתאר את חוזק האינטראקציה הלא-ליניארית במוליך הגל ותלוי בעיקר בשני פרמטרים: אי-הליניאריות של החומר (מקדם קר-Kerr) ושטח הליבה האפקטיבי של מוליך הגל. תופעה נוספת מסדר שלישי הינה הבליעה הלא-ליניארית. על מנת לקבל מוליך גל לא-ליניארי בעל ביצועים טובים יש לקחת בחשבון הן את אי-הליניאריות של מוליך הגל והן את הבליעה הלא-ליניארית, שהיא בגדר חיסרון ברוב היישומים. חומרים רבים הוצעו לשימוש במוליכי גל לא-ליניאריים. לכל אחד מהם יתרונות וחסרונות. צורן (סיליקון) לדוגמה הוא חומר שנחקר רבות ויש לו אי-ליניאריות גבוהה מסדר שלישי; אך מקדם הבליעה הלא-ליניארית שלו גבוה גם הוא, עובדה המגבילה את ביצועי מוליך הגל המבוסס עליו. קבוצה נוספת של חומרים עשויה מזכוכית קלקוגנית (chalcogenide glass); לחומרים אלה יש מקדם אי-ליניאריות גבוה וגם מקדם בליעה לא-ליניארית גדול יחסית. לעומת זאת תהליך הייצור הכרוך בחומרים האלה איננו טריוויאלי ומלווה בהפסדים גבוהים של הגל המתקדם במוליך גל מעין זה. במחקר זה אנו מציעים דרך אלגנטית למימוש מוליך גל לא-ליניארי העשוי מליבה לא-ליניארית של תערובת של ננו-חלקיקים מסוג קדמיום סלניד בתוך פולימר הנקרא PFCB. מעטפת המוליך הינו פולימר נוסף בשם Cytop. קדמיום סלניד נבחר משום שיש לו אי-ליניאריות גבוהה מסדר שלישי והוא נעדר בליעה אי-ליניארית. שניהם שקופים באורכי הגל בתחום התקשורת האופטית – התחום שבו אנו מעוניינים לעבוד – וכן בעלי הבדל גדול בגורם השבירה, דבר המאפשר תיחום טוב של המוד האופטי. כמו כן PFCB הוכח כמארח טוב לננו-חלקיקים, וזו הסיבה המרכזית לבחירה בו. יתרון נוסף בשיטה זו הינו הגמישות בתכונות חומר התערובת: ניתן לשנות את אי הליניאריות של מוליך הגל ע"י שינוי ריכוז הננו-חלקיקים וצורתם. נוסף על כך, תהליך הייצור של מוליך גל זה הינו פשוט וכרוך בתהליכים סטנדרטיים של חדר נקי. במסגרת המחקר ייצרנו מוליכי גלים שליבתם עשויה מתערובת הומוגנית של ננו-חלקיקים מסוג קדמיום סלניד בתוך PFCB בעל מעטפת של פולימר Cytop. נמדדו הפסדי ההתקדמות במוליך גל זה וכן הפסדי הצימוד. בניסויים להדגמת התופעה הלא-ליניארית ייצרנו הרמוניות אופטיות חדשות מתוך גלי הכניסה, ומתוך ניסוי זה הצלחנו להעריך את גודל הגמא של מוליך הגל, ומצאנו שהוא מתאים היטב לתיאוריה. ניתן לשלוט על גודלו של גמא על ידי ריכוז הננו-חלקיקים בליבת מוליך הגל וכן להשתמש בננו-חלקים בצורת מוטות.