Raman səpilməsi nədir?

Orta səviyyədə səyahət edən işığın optik intensivliyinə şəffaf optik mühitin qeyri-xətti cavabı çox sürətlidir, Ancaq ani deyil. Xüsusən, Ani olmayan cavab, lattice vibrasiyalardan qaynaqlanır (və ya şüşə). Bu titrəmələr optik fononlarla əlaqəli olduqda, Təsiri Raman Səpələnmə adlanır, Akustik fononlar brillouin səpilməsi ilə əlaqələndirilir. Məsələn, Fərqli dalğa uzunluqları olan iki lazer şüası olduqda (ümumiyyətlə polarizasiyanın eyni istiqaməti ilə) Raman aktiv bir mühit vasitəsilə birlikdə təbliğ edin, daha uzun dalğa uzunluğu şüası (Bir stokes dalğası adlanır)) Qısa dalğa uzunluğu şüası hesabına optik şəkildə gücləndirilə bilər. Bundan əlavə, Lattice titrəmələri həyəcanlanır, temperaturun artmasına səbəb olur. Raman daha uzun dalğa uzunluğundakı raman qazancı Raman gücləndiricilərində və Raman lazerlərində istifadə edilə bilər. Stokes tezliyi dəyişməsi bir neçə terahertz bir tezlik fərqinə uyğun gəlsə, qazanc əhəmiyyətli ola bilər.

Raman dağılması yalnız bərk materiallarda baş verə bilər, həm də maye və ya qazlarda. Məsələn, Molekulyar eynəklər vibrasiya / fırlanma həyəcanları var və müşahidə olunan stoklar növbələri bunlarla əlaqələndirilir.

Raman səpilməsi zamanı, Bir nasos fotonu aşağı enerjinin bir siqnal fotonuna çevrilir, və foton enerjisindəki fərq fononlar tərəfindən aparılır (Kvanta lattice titrəmələri). Prinsipcə, Onsuz da mövcud bir telefon, daha qısa dalğa uzunluğundan ibarət olan dalğa dalğasına aid olan daha yüksək enerji fotonu istehsal etmək üçün pompon photon ilə qarşılıqlı əlaqə qura bilər. Lakin, Proses ümumiyyətlə zəifdir, xüsusilə aşağı temperaturda. Qeyd etmək, lakin, Bu dörd dalğalı qarışdırma, proses faza uyğun olduqda güclü stok əleyhinə işıq verir.

Yaranan stokes dalğasının intensivliyi kifayət qədər yüksək olduqda, Dalğa yenidən Raman prosesləri üçün bir nasos kimi yenidən hərəkətə bilər. Xüsusilə bəzi Raman Lazerlərdə, Birdən çox stokes sifarişləri müşahidə etmək olar (Cascade Raman Lazerlər).

Raman Səpələnməsi, qeyri-mütəşəkkil səpələnmə kimi tanınır, çünki foton enerjisinin itirilməsi, mexaniki obyektlərin toqquşmasında kinetik enerjinin itkisini birtəhər xatırladır.

Yuxarıdakı həyəcanlı Raman Səpələnmə Təsirlərinə əlavə olaraq, klassik fizika baxımından təsvir edilə bilər, Quantum effektləri səbəb olan kortəbii Raman səpilməsi də var.

Raman Səpələnmə də geniş spektr içərisində baş verə bilər, məsələn, bir ultrashort optik nəbz, Beləliklə, nəbzin spektral zərfini daha uzun dalğa uzunluğuna effektiv şəkildə dəyişdirir (Raman Öz-özünə Tezlik Shift, Solitonun özünü tezlikli növbəsi kimi də tanınır).

Bəzi tipik raman aktiv media var

Müəyyən molekulyar qazlar, hidrogen kimi (H 2 ), metan (Chat 4 ), və karbon qazı (Cığır 2 ), Raman Şifterinin yüksək gərginlikli hüceyrəsində istifadə olunur
Şüşə liflər və ya Barium nitridi kimi müəyyən kristallar kimi bərk media = ba(Yox 3)2, KGD kimi müxtəlif volflar(Wo 4)2 = Kgw və ky(Wo 4)2 = Kyw, və sintetik brilyant

Raman təsiri, eyni zamanda Kerr effekti ilə baş verir, bu səbəbdən (demək) elektronların ani cavabı.

Fiqur 1: Fiber-optik gücləndiricisində nəbz spektrinin təkamülü. Sağ ucun yaxınlığında, həyəcanlı Raman Səpələnməsi gücün böyük bir hissəsini daha uzun dalğa uzunluğu komponentlərinə çevirir. İş araşdırma hissəsi olaraq, Simulyasiyalar proqram rp lif gücindən istifadə edərək həyata keçirildi.
Fiqur 2: Parabolik refraktiv indeks multimode lifindəki optik güc təkamülü, Proqram RP lifi gücünün rəqəmsal şüa yayılması xüsusiyyəti ilə bir işin bir hissəsi kimi simulyasiya edilmişdir. Siqnal dalğası, nasos dalğası ciddi şəkildə tükəndiyində güclü gücləndirilir. Dönüşüm prosesi çox rejimi əhatə edir.

Güclü impulslu lif gücləndiriciləri kimi fiber optik cihazlarda, Raman dağılması zərərli ola bilər: Pulse enerjisinin çoxunu lazer gücləndirməsinin baş vermədiyi dalğa uzunluğuna yönəldir. Bu təsir bu cür cihazlarda əldə edilə bilən pik gücünü məhdudlaşdıra bilər. Davamlı dalğada yüksək güclü lifli lazerlər və gücləndiricilərdə də, Raman dağılması problem ola bilər. Lakin, Bu problemin bir neçə həlli var, o cümlədən Chi Pulse gücləndirilməsi və xüsusi lif dizaynlarının istifadəsi) Raman Shiftin dalğa uzunluğu komponentini təhrik edərək Raman dağınıqlarını bağışlayan.

Bəzi qeyri-xətti kristal materiallar kimi toplu mediada, Nasos intensivliyi olduqca yüksəkdirsə və şüa eni kifayət qədər böyükdürsə, İstenmeyen həyəcanlandıran Raman Səpələnməsi, hətta qeyri-kamal faza uyğunluğu ilə baş verə bilər. Bu baş verə bilər, məsələn, güclü bir nasos nəbzi ilə işləyən bir optik parametr generatorunda.

Raman Səpələnməsi Raman Spektroskopiyada da istifadə olunur. Xüsusən, Bərk materialların və molekulların vibrasiya / fırlanma vəziyyətlərinin vibrasiya rejimlərini öyrənməyə imkan verir.

Fiber optik temperatur sensoru, Ağıllı monitorinq sistemi, Çində paylanmış fiber optik istehsalçısı