
【化】 stimulated Raman scattering
accept; bear; endure; recieve; stand; suffer
arouse; dash; fierce; sharp; stimulate; surge; swash; violent
【建】 kinase
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【机】 pull; tension; tractive
graceful; prolonged
scatter; scattering
【计】 scattering
【化】 scatter; scattering
【医】 radiation scattered; scatter; scattering
受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering, SRS)是一种重要的非线性光学现象,指强激光与物质相互作用时,通过受激辐射过程产生的拉曼散射光增强效应。其核心机制是泵浦光子与分子振动(或转动)能级耦合,诱导产生频率下移(斯托克斯光)或上移(反斯托克斯光)的相干辐射。该过程需满足相位匹配条件,具有阈值性、方向性和高增益特性。
从量子力学角度看,SRS源于三阶非线性极化率(χ⁽³⁾)的贡献。当入射激光(频率ωₚ)强度超过阈值时,分子振动模(频率Ωᵥ)被相干激发,导致斯托克斯光(ωₛ = ωₚ - Ωᵥ)通过受激辐射被放大。其增益系数可表示为: $$ g_s = frac{2piomega_s}{n_sc} text{Im}[chi^{(3)}(-omega_s;omega_p,-omega_p,omega_s)] $$ 其中ₛ为折射率,为光速。
区别于自发拉曼散射,SRS具有以下特征:
该现象在光谱分析、生物成像(如无标记化学造影)和激光技术(如拉曼激光器)中有关键应用。例如在生物医学领域,SRS显微镜通过探测C-H键振动(~2900 cm⁻¹),可实现脂质、蛋白质等分子的无标记三维成像。
来源说明
受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering, SRS)是一种三阶非线性光学效应,属于光与物质相互作用的相干过程。以下是其核心要点:
特征 | 自发拉曼散射 | 受激拉曼散射 |
---|---|---|
散射类型 | 非弹性散射(非相干) | 受激相干过程 |
强度 | 弱(需长时间累积信号) | 强(适用于实时检测) |
所需光源 | 单束激光 | 两束频率匹配的激光 |
应用场景 | 化学结构分析 | 材料特性计量、生物成像等 |
受激拉曼散射的强度与泵浦光强($I_p$)和斯托克斯光强($I_s$)相关,可简化为: $$ frac{dIs}{dz} = g{SRS} I_p Is $$ 其中$g{SRS}$为SRS增益系数,$z$为传播距离。
如需进一步了解实验模拟或代码实现,可参考和2提供的Matlab代码示例。
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