
【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
【機】 pull; tension; tractive
graceful; prolonged
scatter; scattering
【計】 scattering
【化】 scatter; scattering
【醫】 radiation scattered; scatter; scattering
受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering, SRS)是一種重要的非線性光學現象,指強激光與物質相互作用時,通過受激輻射過程産生的拉曼散射光增強效應。其核心機制是泵浦光子與分子振動(或轉動)能級耦合,誘導産生頻率下移(斯托克斯光)或上移(反斯托克斯光)的相幹輻射。該過程需滿足相位匹配條件,具有阈值性、方向性和高增益特性。
從量子力學角度看,SRS源于三階非線性極化率(χ⁽³⁾)的貢獻。當入射激光(頻率ωₚ)強度超過阈值時,分子振動模(頻率Ωᵥ)被相幹激發,導緻斯托克斯光(ωₛ = ωₚ - Ωᵥ)通過受激輻射被放大。其增益系數可表示為: $$ g_s = frac{2piomega_s}{n_sc} text{Im}[chi^{(3)}(-omega_s;omega_p,-omega_p,omega_s)] $$ 其中ₛ為折射率,為光速。
區别于自發拉曼散射,SRS具有以下特征:
該現象在光譜分析、生物成像(如無标記化學造影)和激光技術(如拉曼激光器)中有關鍵應用。例如在生物醫學領域,SRS顯微鏡通過探測C-H鍵振動(~2900 cm⁻¹),可實現脂質、蛋白質等分子的無标記三維成像。
來源說明
受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering, SRS)是一種三階非線性光學效應,屬于光與物質相互作用的相幹過程。以下是其核心要點:
特征 | 自發拉曼散射 | 受激拉曼散射 |
---|---|---|
散射類型 | 非彈性散射(非相幹) | 受激相幹過程 |
強度 | 弱(需長時間累積信號) | 強(適用于實時檢測) |
所需光源 | 單束激光 | 兩束頻率匹配的激光 |
應用場景 | 化學結構分析 | 材料特性計量、生物成像等 |
受激拉曼散射的強度與泵浦光強($I_p$)和斯托克斯光強($I_s$)相關,可簡化為: $$ frac{dIs}{dz} = g{SRS} I_p Is $$ 其中$g{SRS}$為SRS增益系數,$z$為傳播距離。
如需進一步了解實驗模拟或代碼實現,可參考和2提供的Matlab代碼示例。
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