Hiperpolaryzowalność – wielkość fizyczna z dziedziny optyki opisująca zdolność cząsteczki dielektryka do nieliniowego odkształcania się pod wpływem silnego zewnętrznego pola elektrycznego promieniowania i tworzenia w ten sposób dipoli elektrycznych, co makroskopowo prowadzi do polaryzacji dielektryka.
Definicja W substancji izotropowej hiperpolaryzowalność jest podatnością elektryczną drugiego rzędu na jednostkę objętości. Hiperpolaryzowalnością nazywamy wielkość we wzorze:
gdzie: – polaryzowalność substancji, – elektryczny moment dipolowy cząsteczki lub atomu substancji, – natężenie zewnętrznego pola elektrycznego promieniowania padającego na substancję.
Gdy w równaniu pojawią się wyrazy z wyższymi potęgami wówczas współczynniki w nich występujące nazywamy hiperpolaryzowalnością drugiego, trzeciego (itd.) rzędu.
Zastosowanie Hiperpolaryzacja leży u podstaw działania podwajaczy częstotliwości (zwanych też generatorami drugiej harmonicznej) w technice laserowej. Podwajanie albo potrajanie częstotliwości zachodzi np. gdy laser Laser neodymowy Nd:YAG (który normalnie emituje promieniowanie o długości fali 1064 nm) produkuje odpowiednio zielone światło 532nm albo ultrafioletowe 355nm. Inne powszechne materiały, które mogą być użyte jako podwajacze częstotliwości to: diwodorofosforan potasu (), niobian litu ( i β-boran baru ().
Zasada podwajacza częstości W świetle o niskim natężeniu większość substancji odpowiada liniowo. Natomiast przy świetle o wysokim natężeniu niektóre substancje odpowiadają nieliniowo i składnik przestaje być pomijalny. Jeśli założymy, że padające światło o częstości ma pole elektryczne równe to wtedy nieliniowy współczynnik może zostać zapisany następująco:
Ponieważ nieliniowa polaryzowalność powoduje oscylacje o częstości może ona stanowić źródło promieniowania o częstości
Zobacz też generacja drugiej harmonicznej
Przypisy
Linki zewnętrzne The Nonlinear Optics Web Site (ang.)
Kategoria:Optyka nieliniowa Kategoria:Wielkości optyczne Kategoria:Dielektryki Kategoria:Wielkości elektryczne