
【化】 Brillouin spectroscopy
cloth; fabric
【建】 cloth
inner; liner; lining; neighbourhood
【法】 knot; sea mile
deep; deep pool
spectrum
【计】 light spectrum; spectra
【化】 optical spectrum; spectrum
【医】 spectro-; spectrum
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
布里渊光谱法(Brillouin Spectroscopy)是一种基于布里渊散射效应的非破坏性光谱分析技术,主要用于研究物质中的弹性波、声子模式及微观力学性质。其核心原理是光与物质中传播的声学声子发生相互作用,导致入射光频率发生微小偏移(布里渊频移),通过测量该频移可推算材料的弹性模量、声速等参数。
该方法的技术特点包含三个层面:
物理基础:布里渊散射遵循能量-动量守恒定律,频移量Δν与声速v的关系可表示为
$$Δν = frac{2nν_0v}{c} cosθ$$
其中n为折射率,ν₀为入射光频率,θ为散射角,c为光速。
应用领域:在凝聚态物理研究中用于表征晶体声子色散关系(《凝聚态物理光谱学》第3版),生物医学领域可测量细胞膜弹性模量(Nature Methods 2019年度技术综述),工业检测中用于评估聚合物薄膜应力分布。
仪器组成:典型系统包含高稳定单频激光源(如532nm固体激光器)、法布里-珀罗干涉仪(自由光谱范围>30GHz)和雪崩光电二极管探测器,现代设备已实现0.1MHz级频移分辨率(美国国家标准与技术研究院光学计量报告)。
该技术区别于拉曼光谱的特征在于其探测的声学声子频率范围(0.1-100GHz),特别适用于研究玻璃化转变、相变动力学等慢弛豫过程。国际标准化组织ISO 20346:2021已将其纳入先进材料表征标准方法目录。
布里渊光谱法是一种基于布里渊散射效应的分析技术,主要用于研究材料中声子(晶格振动)的动力学特性。以下是其核心要点:
布里渊散射是光与物质中声子发生非弹性相互作用的现象,导致散射光的频率发生微小偏移(约5-15 GHz)。通过测量这种频移(布里渊频移),可以获取材料的弹性模量、声速、密度等物理性质。
布里渊光谱法通过声子与光的相互作用揭示材料微观力学特性,在科研和工业检测中具有独特优势,但需克服信号弱、背景干扰等技术瓶颈。如需更详细案例或公式推导,可进一步查阅相关文献。
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