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        5. 拉曼散射与布里渊散射

          作者:佚名 来源:网络文库 时光:2018-11-21 17:05 浏览:4598 [投稿]
          拉曼散射和布里渊散射都属于非弹性散射,它是光场经过非弹性散射将能量传递给介质产生的效应。

          拉曼散射和布里渊散射都属于非弹性散射,它是光场经过非弹性散射将能量传递给介质产生的效应。非弹性散射的一个特点就是它的散射频率不同等于入射频率。

          布里渊散射

          布里渊散射是泵浦光子、斯托克斯光子与声子间的相互感化,其过程是一个泵浦光子转换成一个新的频率较低的斯托克斯光子并同时产生一个新的声子。不过与此同时,一个泵浦光子也能够接收一个声子的能量转换成一个新的频率较高的反斯托克斯光子。是以在自宣布里渊散射光谱中,同时存在能量相当的斯托克斯和反斯托克斯两条谱线。受激布里渊散射的具体过程是:当泵浦光在光纤中传播时,其自宣布里渊散射光沿泵浦光相反的偏向传播,当泵浦光的强度增大年夜时,自宣布里渊散射的强度增长,当增大年夜到必定水平常平凡,反向传输的斯托克斯光和泵浦光将产生干涉感化,产生较强的干涉条纹,使光纤局部折射率大年夜大年夜增长。如许由于电致伸缩效应,就会产生一个声波,声波的产生激起出更多的布里渊散射光,激起出来的散射光又加强声波,如此相互感化,产生很强的散射。

          布里渊散射在分布式光纤传感器、光纤陀螺、光纤相位共轭镜、布里渊放大年夜器等范畴有重要的利用。受激布里渊散射光纤陀螺的基来源基本理是:经过分束的两束激光沿不合的偏向在光纤环中传播,其产生的SBS光的频率与体系三角速度有关,丈量SBS光的拍频,即可取得体系的角速度。

          拉曼散射

          光经过过程介质时由于入射光与份子活动相互感化而引发的频率产生变更的散射。其物理意义是入射光波的一个光子被一个份子散射成为另外一个低频光子,同时份子完成振动态之间的跃迁。拉曼散射光谱中同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动迁移转变能级有关;斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大年夜。拉曼散射分为两种,外面加强拉曼散射与共振拉曼散射。共振拉曼散射是当一个化合物被入射光激起,激起线的频率处于该化合物的电子接收谱带之内时,由于电子跃迁和份子振动的耦合,使某些拉曼谱线的强度陡然增长,这个效应被成为共振拉曼散射。外面加强拉曼散射是当一些份子被吸附到某些粗糙的金属,如金、银或铜的外面时,它们的拉曼谱线强度会取得极大年夜地加强,这类不平常的拉曼散射加强现象被称为外面加强拉曼散射效应。

          拉曼散射技巧可以供给快速、简单、可反复、无毁伤的物质定性定量分析。由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的空想对象。拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米乃至更小,可分析更小面积的样品。共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大年夜生物份子特个发色基团的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地加强1000到10000倍。重要的拉曼散射技巧有单道检测的拉曼光谱分析技巧、以CCD为代表的多通道探测器、采取傅立叶变换技巧的FT-Raman光谱分析技巧、共振拉曼光谱分析技巧等。

          利用拉曼散射还可以制成拉曼光纤放大年夜器,该放大年夜器的物理实现办法是:受激拉曼散射将一小部份入射光功率转移到频率比其低的斯托克斯波上;假设一个弱旌旗灯号与一强泵浦光波同时在光纤中传输,并使弱旌旗灯号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内,弱旌旗灯号光即可以取得放大年夜。根据增益介质的不合,又可分为分布式拉曼放大年夜器(DRA)和分别式拉曼放大年夜器(LRA)。

          利用拉曼散射进行样品分析的技巧,不须要对样品进行前处理,也没有样品的制备过程,避免了一些误差的产生,并且在分析过程当中操作简便,测准时光短,灵敏度高等长处。以下将介绍两种利用拉曼光谱进行物质分析的技巧。

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