【摘要】：我们根据式和式推导计算在散射过程中太赫兹波的增益和损耗。根据式可计算得到太赫兹波在散射过程中的增益表达式为式中,,定义而前面提到的色散方程式,亦可改写为根据式和式我们还可推导出在非线性散射过程中,产生的太赫兹波功率与信号光功率的理论比值关系,其表达式为
我们根据式(4-23b)和式(4-23c)推导计算在散射过程中太赫兹波的增益和损耗。根据前面所假设的泵浦光无衰减损耗情形
=0)以及相位匹配条件
的要求,将信号光E(ωs)、太赫兹波E(ωT)以及晶格振动场Q的平面波表达式(4-14)和式(4-15)代入式(4-23b)和式(4-23c),则这两个方程可分别简化为
其解为
将式(4-26)和式(4-27)代入式(4-25),则得最后的方程为
在式(4-28)中,假设除了增益系数g T和g s未知外,其他参数都已知。为了求解这两个增益系数,仍需要一个可以联系这两个参数的方程。由于我们所研究的是前向拉曼散射过程,散射的信号光或Stokes光是小角度散射,并且泵浦光是基本垂直入射到非线性晶体的,所以根据Bloembergen和Pershan[22]提出的计算方法,通过考虑非线性物质表面的边界条件,可以确定
的方向,进而可以得到在前向散射过程中信号光增益g s和太赫兹波增益g T的关系为
式中,(|A p|2)＇=|A p|2 cosφ。根据式(4-30)可计算得到太赫兹波在散射过程中的增益表达式为(www.xing528.com)
式中,
,定义
而前面提到的色散方程式(4-13),亦可改写为
根据式(4-28)和式(4-29)我们还可推导出在非线性散射过程中,产生的太赫兹波功率与信号光(Stokes光)功率的理论比值关系,其表达式为
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