Hiperpolaryzowalność

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 edytuj

W substancji izotropowej hiperpolaryzowalność jest podatnością elektryczną drugiego rzędu na jednostkę objętości. Hiperpolaryzowalnością nazywamy wielkość   we wzorze[1]:

 

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 edytuj

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 (KH
2
PO
4
)
, niobian litu (LiNbO
3
)
i β-boran baru (Ba(BO
2
)
2
)
.

Zasada podwajacza częstości edytuj

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[1]:

 

Ponieważ nieliniowa polaryzowalność powoduje oscylacje o częstości   może ona stanowić źródło promieniowania o częstości  

Zobacz też edytuj

Przypisy edytuj

  1. a b Chapter 20. W: Peter Atkins, Julio de Paula: Atkins’ Physical Chemistry (8th edition). W. H. Freeman and Company, 2006, s. 732–733. ISBN 0-7167-8759-8. (ang.).

Linki zewnętrzne edytuj