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非线性光学与光子学中的相干拉曼光谱效应概述

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:从以上的说明中可看出,参与作用的光束一般均表现为相干辐射光,而且又都有拉曼共振增强过程参与,因此可以把这些光谱学效应统称为相干拉曼光谱效应,或者称为差频共振激励四波混频光谱学效应。

非线性光学与光子学中的相干拉曼光谱效应概述

本节介绍的是随激光技术发展而出现的另外一类新型光谱学技术,它们的物理原理,或者是基于受激拉曼散射过程,或者是基于拉曼共振增强的四波混频过程,而在某些情形之下,则是基于上述两种过程的混合。属于这类新发展起来的强光光谱学技术有:①相干反斯托克斯拉曼(CARS)光谱术;②相干斯托克斯拉曼(CSRS)光谱术;③拉曼感应克尔效应(RIKE)光谱术;④拉曼增益(RGS)光谱术;⑤反拉曼(IRS)光谱术等。其中第①,②两种技术是基于两作用光束的差频与样品拉曼跃迁频率相共振的四波混频效应;第③种技术是基于两作用光束的差频与样品拉曼跃迁相共振的光学克尔效应;第④,⑤两种技术则是基于受激拉曼散射效应。利用以上几种新型强光光谱学效应,可以研究各类介质和多种形态样品(包括气体、液体、固体、等离子体、火焰、表面、单层分子等)的拉曼光谱特性,从中可以了解到有关被研究样品的能级结构、跃迁性质、能级寿命、弛豫过程等方面的许多重要信息,而这些信息是以往用其他光谱学方法所无法得到的。

在实验装置上,本节所介绍的这几种新型光谱学方法也有很大的相似之处。这表现在3个方面:第一,要求有两束不同频率的激光束入射到待测样品中,并且至少其中一束光的频率是可调谐的;第二,上述两入射光频率之差可调谐到与样品本身的拉曼跃迁频率发生共振;第三,有关样品光谱学特性的信息是通过对特定的信息光束的测量而获得的,这一信息光束可以是通过样品后的一束入射激光,也可以是通过多波混频作用而产生的新的相干辐射光束。从以上的说明中可看出,参与作用的光束一般均表现为相干辐射光,而且又都有拉曼共振增强过程参与,因此可以把这些光谱学效应统称为相干拉曼光谱效应,或者称为差频共振激励四波混频光谱学效应。(www.xing528.com)

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