定义
电绝缘材料。
介质的电介质属性表明电场可以穿透这种介质。 （希腊语dia代表通过，dia-electric被收缩成为电介质。） 这种场穿透（至少对于直流电场）只有电绝缘材料才有可能，因为在电导体中，一些电荷可以自由移动，直到产生的空间电荷完全屏蔽外部施加的电场。 因此，例如，金属内部只能发生相当微弱的电场，然后始终驱动电流。
电介质原则上可以是固体、液体或气体物质（只是不是等离子体），但固体电介质在技术应用中最常见。
电场极化
在简单的物理模型中，介电材料（=电介质）也包含电荷，但电荷与它们的原子结合。 因此，它们在对外加电场的反应中，只能产生一些局部偏振，量化为电偶极子的密度（称为偏振P，不要与光的偏振混淆）。 介电介质的一个特征特性是其电敏感性χ，这与其相对介电常数（=介电常数）直接相关：χ = εr− 1.
在线性光学中，感应偏振由下式给出P = ε0χ E，其中磁化率取为光学频率（而不是电子学中的低频），并且在最一般的情况下（对于各向异性材料）被描述为张量。 它通常可能很复杂，虚部表示吸收损失，但这些损失通常很弱。 在非线性光学中，人们还考虑非线性对极化的贡献，其项包含电场强度分量的乘积（或平方）。
在某些应用领域，电介质明确表示是具有高电敏感性的物质，例如用于制造电容器。 然而，在其他情况下，优选具有低敏感性的材料，例如用于最小化杂散电容。
带隙
在固态物理学中，人们考虑了具有不同能量的电子的所有可能的电子状态，并发现可能存在带隙，即不存在电子状态的能量区域。 事实证明，介电材料在其价带和导带之间表现出如此显着的带宽度（与室温下的热能相比很大）。 因此，价带基本上被完全填充，而导带基本上根本没有填充 - 除非有某些外部影响，例如入射紫外线或施加的极强电场，导致电击穿。
对于具有周期性微观结构的材料，更容易计算能带结构，但对于玻璃等非晶态材料也存在带状结构。
光学特性
所描述的能带结构是电绝缘体所必需的，并且对于电介质的光学特性也是必不可少的，特别是对于它们对近红外和可见光的透明度。 只有具有足够高的光子能量，来自价带的载流子才能通过吸收光被激发到导带中（除非在非常高的光学强度下，多光子吸收过程是可能的）。 这种光子能量水平通常只在紫外线区域或可见光区域的短波长边缘（蓝光）达到。
吸收波长相当长的光，例如中红外光，是否仍然可能 - 不是基于上述载流子的激发，而是基于声子的激发，即量子化的晶格振动。 因此，在基于电子的紫外线吸收和基于声子的红外吸收之间具有一定的透明区域。 通常，由于光的吸收和散射引起的传播损耗非常低，这对于光纤和介电超级反射镜等非常重要。 然而，紫外和红外吸收会影响透明区域的折射率，包括其频率依赖性（→色散）。
光学介电材料
光学器件中使用了广泛的介电材料，通常利用它们在相关波长区域的光学透明度：
- 有光学晶体，通常是单晶，即具有非常宽范围的微观顺序。 经典的例子是石英、方解石、钻石和蓝宝石。 其中一些（例如具有立方晶格结构）是光学各向同性的，而另一些则表现出明显的各向异性和双折射，即偏振依赖折射率。 多晶材料（例如陶瓷）在光学中较少使用，因为它们通常表现出大量的光散射。
- 光学玻璃具有非晶微观结构，因此通常具有光学各向同性特性，从技术光学一开始就被使用。 根据其分散特性，它们分为皇冠玻璃和燧石玻璃。 其中许多可以具有良好的光学质量，并且不需要非常困难的制造技术。 然而，人们也使用超纯化学加工玻璃，如熔融石英，例如用于光纤。
- 有透明性好的高分子材料，可用于塑料光学器件。
一些电介质用作散装材料（例如透镜和棱镜），而另一些则用作电介质涂层，通常具有相当小的厚度。 还有一些情况是从介电块体材料开始，局部修改以获得波导，或者构建它以获得衍射光栅。 此外，一些光子超材料由电介质制成；在这里，纳米结构用于实质性地改变光学性质。
许多不同的光学特性可能与介电材料的使用有关，例如：
- 透明度，受光的残余吸收和散射限制
- 相关波长下的折射率
- 通过折射率的波长依赖性的色散
- 可能的各向异性行为和双折射
- 非线性光学特性，例如非线性折射率
- 热光学特性，例如折射率的温度依赖性
- 热机械性能，例如压电光系数
此外，还有一系列可能相关的非光学特性：
- 耐化学性和耐性
- 密度
- 机械硬度和断裂强度
- 易于研磨和抛光
