
【化】 Brillouin spectroscopy
cloth; fabric
【建】 cloth
inner; liner; lining; neighbourhood
【法】 knot; sea mile
deep; deep pool
spectrum
【計】 light spectrum; spectra
【化】 optical spectrum; spectrum
【醫】 spectro-; spectrum
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
布裡淵光譜法(Brillouin Spectroscopy)是一種基于布裡淵散射效應的非破壞性光譜分析技術,主要用于研究物質中的彈性波、聲子模式及微觀力學性質。其核心原理是光與物質中傳播的聲學聲子發生相互作用,導緻入射光頻率發生微小偏移(布裡淵頻移),通過測量該頻移可推算材料的彈性模量、聲速等參數。
該方法的技術特點包含三個層面:
物理基礎:布裡淵散射遵循能量-動量守恒定律,頻移量Δν與聲速v的關系可表示為
$$Δν = frac{2nν_0v}{c} cosθ$$
其中n為折射率,ν₀為入射光頻率,θ為散射角,c為光速。
應用領域:在凝聚态物理研究中用于表征晶體聲子色散關系(《凝聚态物理光譜學》第3版),生物醫學領域可測量細胞膜彈性模量(Nature Methods 2019年度技術綜述),工業檢測中用于評估聚合物薄膜應力分布。
儀器組成:典型系統包含高穩定單頻激光源(如532nm固體激光器)、法布裡-珀羅幹涉儀(自由光譜範圍>30GHz)和雪崩光電二極管探測器,現代設備已實現0.1MHz級頻移分辨率(美國國家标準與技術研究院光學計量報告)。
該技術區别于拉曼光譜的特征在于其探測的聲學聲子頻率範圍(0.1-100GHz),特别適用于研究玻璃化轉變、相變動力學等慢弛豫過程。國際标準化組織ISO 20346:2021已将其納入先進材料表征标準方法目錄。
布裡淵光譜法是一種基于布裡淵散射效應的分析技術,主要用于研究材料中聲子(晶格振動)的動力學特性。以下是其核心要點:
布裡淵散射是光與物質中聲子發生非彈性相互作用的現象,導緻散射光的頻率發生微小偏移(約5-15 GHz)。通過測量這種頻移(布裡淵頻移),可以獲取材料的彈性模量、聲速、密度等物理性質。
布裡淵光譜法通過聲子與光的相互作用揭示材料微觀力學特性,在科研和工業檢測中具有獨特優勢,但需克服信號弱、背景幹擾等技術瓶頸。如需更詳細案例或公式推導,可進一步查閱相關文獻。
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