1。反転対称性：
* 中心対称材料： 反転の中心を所有しています。つまり、材料内のすべての原子について、等しい距離にあるが中心の反対側にある同一の原子があります。この対称性は、電界に対する材料の反応が常に対称であることを示しています。
* 非中心的材料： この反転の中心がない。それらの構造は非対称であり、電界に対する非対称的な応答を可能にします。
2。光と物質の相互作用：
* 線形光学： 中心対称材料では、光は直線的に相互作用します。これは、光の偏光が印加された電界に直接比例することを意味します。 これは、適用される力に比例して伸びるスプリングのように考えてください。
* 非線形光学： 非中心的材料では、光の電界に対する材料の反応は非線形です。これは、偏光が電界だけでなく、フィールドのより高い力にも比例することを意味します。適用される力の強度に応じて、スプリングが硬くなったり緩んだと想像してください。この非線形挙動は、さまざまなNLO現象につながる可能性があります。
3。 NLO現象：
* 第2高調波生成（SHG）： 特定の周波数での入射光は、その2倍の周波数で光に変換されます。
* 光学修正： 入射光に応じて静的電界が生成されます。
* 電気光学効果： 材料の屈折率は、電界を適用することで変更できます。
* 合計周波数生成： 光の2つの異なる周波数が相互作用して、それらの周波数の合計で光を生成します。
* 差異生成： 光の2つの異なる周波数が相互作用して、これらの周波数の違いに光を生成します。
なぜ中心的対称性が重要なのか：
反転対称性がないと、材料にゼロの非ゼロの二次感受性（χ（2））が可能になります。この感受性は、光の電界に対する材料の非線形反応を表します。 中心対称材料では、χ（2）は常にゼロです。つまり、2次のNLO効果は不可能です。
例：
* 結晶材料： 石英やジヒドロゲンリン酸カリウム（KDP）などの多くの結晶は、非中心的な構造のためにNLO特性を示しています。
* 有機材料： ポリマーや染料のような特定の有機分子も、非中心的に対称的であるように設計され、NLO活性につながる可能性があります。
結論： 非感覚対称材料の反転対称性の欠如により、光との非線形相互作用が可能になり、NLO現象の範囲が観察されます。これらの現象は、レーザー技術、光学通信、バイオイメージングなど、さまざまなアプリケーションで重要です。
