Cтраница 3
Обратимся Явня: ш - ча-сппчала к спонтанному рассеянию света атомом, с. Из обсуждения этого процесса, проведенного вы - Дающего фото-ше ( а также в лекциях 2, 4 и В), следует, что процесс спонтанного рассеяния можно разделить на два независимых процесса - на процесс ноа - Сужденвя атома при поглощении падающего фотона частоты со и на процесс испускания света частоты v воз - Су / иденным атомом при его спонтанной релаксации в основное состояние. Если во внешнем ноле имеется Л, фотонов частоты v, то процесс испускания фотона частоты v данным атомом носит вынужденный характер. [31]
Явление вынужденного комбинационного рассеяния ( ВКР), соответствующее описанному выше спонтанному процессу, было открыто на опыте Вудбери и Нг в 1962 г. ВКР также заключается в испускании спектральных компонент, сдвинутых относительно возбуждающего излучения на частоту внутримолекулярных колебаний, но вероятность этого процесса зависит от интенсивностей падающего и рассеянного излучений. ВКР возникает только при интенсивности падающего пучка, превышающей некоторую пороговую величину. В отличие от спонтанного рассеяния, интенсивность которого очень мала ( 10 - 7 - 10 - 8 часть возбуждающего потока), при ВКР доля рассеянного потока достигает десятков процентов. [32]
Преимущества вынужденного рассеяния перед спонтанным достаточно очевидны, во всяком случае, с точки зрения интенсивности расселиного света. При этом, однако, надо иметь в виду, что использование просто процесса вынужденного комбинационного рассеяния для спектроскопии вызывает очевидные затруднения ввиду большого числа возбуждаемых частот ( высшие компоненты ВКР, лекция 10 и 2), а также ввиду возникновения конкурирующих нелинейных процессов. Метод КЛРС свободен от указанных выше осложнений н имеет все преимущества вынужденного рассеяния света перед спонтанным рассеянием. [33]
Измерение частоты колебаний, интенсивности и контура линии рассеянного излучения может быть использовано как для идентификации молекул, так и для заключений о внутреннем потенциальном поле, о важных значениях времен релаксации или о времени разрушения фазы молекулярных колебаний. В противоположность этому при обращенном комбинационном рассеянии могут быть сняты также и слабые линии, как это имеет место при спонтанном комбинационном рассеянии; были разработаны методы, позволяющие получать спектры обращенного комбинационного рассеяния в относительно короткие промежутки времени ( в течение одного лазерного импульса) и с достаточной чувствительностью. Активная спектроскопия комбинационного рассеяния объединяет преимущества спонтанного рассеяния ( линии комбинационного рассеяния появляются почти в полном составе) и вынужденного рассеяния ( высокая интенсивность рассеянного света); однако это связано с большими экспериментальными трудностями. [34]
Пример приведен на фиг. При возрастании мощности лазера CTOKCOBO излучение сначала возрастает линейно в результате спонтанного рассеяния и затем растет квазиэкспоненциально. При определенной входной мощности in мощность стоксова излучения резко возрастает. Наконец, происходит насыщение вследствие истощения входного лазерного пучка. [35]
Это привело к соотношению меж - ДУ 01 и % Р - Однако обычно измеряется полное сечение ос, которое учитывает спонтанное излучение во всех возможных модах. Следовательно, аналогично случаю однофотонного излучения ( гл. Из (7.88) видно, что сечение, которое характеризует уменьшение числа падающих фотонов в результате спонтанного излучения в одной моде, пропорционально величине y R, имеющей лоренцеву форму линии. Следовательно, полное сечение рамановского спонтанного рассеяния во всех модах найдем, суммируя по тем модам, которые лежат в пределах профиля лоренцевой линии. [36]