1. 역전 대칭 :
* 중심 대칭 재료 : 역전의 중심을 가지고 있는데, 이는 재료의 모든 원자에 대해, 동일한 거리에 위치하지만 중심의 반대쪽에 동일한 원자가 있습니다. 이 대칭은 전기장에 대한 재료의 반응이 항상 대칭이라고 지시합니다.
* 중심 대칭 재료 : 이 반전 중심이 부족합니다. 그들의 구조는 비대칭이며 전기장에 대한 비대칭 응답을 허용합니다.
2. 빛과 물질의 상호 작용 :
* 선형 광학 : 중심 대칭 물질에서 빛은 선형으로 상호 작용합니다. 이것은 빛의 편광이 적용된 전기장에 직접 비례 함을 의미합니다. 이것을 적용된 힘에 비례하는 스프링처럼 생각하십시오.
* 비선형 광학 : 중심 대칭 물질에서, 전기장에 대한 재료의 반응은 비선형이다. 이는 분극이 전기장에 비례 할뿐만 아니라 필드의 더 높은 전력에도 비례한다는 것을 의미합니다. 적용된 힘의 강도에 따라 스프링이 더 단단하거나 느슨하다고 상상해보십시오. 이 비선형 행동은 다양한 NLO 현상으로 이어질 수 있습니다.
3. NLO 현상 :
* 두 번째 고조파 생성 (SHG) : 특정 주파수의 입사광은 그 주파수의 두 배에서 빛으로 변환됩니다.
* 광학 정류 : 입사광에 반응하여 정적 전기장이 생성됩니다.
* 전기 광학 효과 : 전기장을 적용하여 재료의 굴절률을 변경할 수 있습니다.
* Sum-Frequency Generation : 빛의 두 가지 다른 주파수는 상호 작용하여 해당 주파수의 합으로 빛을 생성합니다.
* 차이-주파수 생성 : 빛의 두 가지 다른 주파수는 상호 작용하여 해당 주파수의 차이에서 빛을 생성합니다.
중심 비대칭이 중요한 이유 :
역전 대칭의 부재는 재료에서 0이 아닌 2 차 감수성 (χ (2))를 허용합니다. 이 감수성은 조명의 전기장에 대한 재료의 비선형 반응을 설명합니다. 중심 대칭 물질에서 χ (2)는 항상 0이므로 2 차 NLO 효과가 불가능합니다.
예 :
* 결정질 물질 : 석영 및 칼륨 디 하이드로 겐 포스페이트 (KDP)와 같은 많은 결정은 비 중심 대칭 구조로 인해 NLO 특성을 나타냅니다.
* 유기 물질 : 중합체 및 염료와 같은 특정 유기 분자는 또한 중심 비대칭으로 설계 될 수 있으며 NLO 활성을 유발할 수 있습니다.
결론 : 비 센트로 대칭 물질에서 역전 대칭의 부족은 빛과 비선형 상호 작용을 허용하여 다양한 NLO 현상을 관찰하게됩니다. 이러한 현상은 레이저 기술, 광학 통신 및 바이오 이미징을 포함한 다양한 응용 분야에서 중요합니다.
