极化系数是指某一物质在电场作用下的极化效应与电场强度之间的比值,通常用字母P表示。极化系数是一个描述物质极化程度的参数,它与物质内部的分子排列以及分子间的相互作用有关。
根据物质极化的性质和来源,极化系数可以分为三类:电子极化系数、离子极化系数和定向极化系数。
电子极化系数是指由于电场对原子核产生引力而导致电子云随之发生形变而引起的极化现象。
离子极化系数是指在离子晶体中某个正、负离子的周围形成的电场作用于离子的极化作用。
定向极化系数是指在偏振电场的作用下,由于一个分子具有一定的取向能力,所以分子在电场作用下取向而使材料呈现非线性光学效应。
极化系数是物质极化程度的定量描述,具有广泛的应用。一方面,在高分子材料中,极化系数是评价高分子材料结构和相互作用力的重要指标;另一方面,在光学领域,极化系数直接决定光学器件的性能,如非线性光学领域中的光学开关、可调谐激光器等器件均以大极化系数为基础实现。
常用的测量极化系数的方法有多种,如光学法、电容法、电学法等。比如,电容法是通过在介电体中测量电容值随电场变化的能力来测量极化强度的方法。
而光学法则是通过介电材料光学性质的变化来探测极化场的分布并计算极化系数的。其中,著名的光学法测量极化系数的方法是Kerr效应,在Kerr效应中,光学性质随着电场的变化而改变。