Bài giảng Lý thuyết vĩ mô về tán xạ kích thích

Bài giảng Lý thuyết vĩ mô về tán xạ kích thích được biên soạn nhằm giúp cho các bạn biết được các công thức về lực tác động lên 1 dao động tử, li độ dao động, tần số bức xạ, mối tương quan Manley-Rowe, bức xạ tự phát phản Stokes.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết vĩ mô về tán xạ kích thíchBức xạ lối ra chứa đồng thời một lượnglớn bức xạ Stoke (-) (-2),… vàphản Stoke (+) (+2),…Bức xạ Stokes làm tăng mật độcủa mức dao động v=1Tăng bức xạ AntiStokes Các mức ảo Bức xạ s trở thành bức xạ kích thích -2 Các mức dao độngKhuyếch đại sLực tác động lên 1 dao động tử: 1  d  2 F(z, t )  0   E ( z, t ) 2  dX 0Li độ dao động    0  X  (z)   x  E * l( k k1 )z 2 1e E 2 2 4M[  2  1   i2  1  ] 2Từ 2  02     2 ik   N  E2 1    X 0 g 8M[2  (2  1 ) 2  i(2  1 )  ]Ta xác định được tần số bức xạ: 2  1  2    12 Sự tích thoát của phân tử với vận tốc  gây ra dịch chuyển nhỏ về tần số so với phương lý tưởng 2-Li độ dao động:    0    x  0X(z, t )  i E 2 E1* (z)e i[  t ( k  2  k1) z 8M •Pha dao động phân tử (k2-k1)z•Dao động phân tử được kích thích nhờ tích củađiện trường tần số 1 và 2  pha dao độngbằng pha của lực kích thích•K không phụ thuộc vào tần số•Điều kiện đồng bộ pha phải được thỏaMối tương quan Manley-Rowe:Dòng photon: PS PL Ns  NL  S  L dN L dN S   dz dz Giới hạn tán xạ tự phát (NsXác suất bức xạ tự phát phản Stokes nhỏ hơn tán xạ Stokes lần Tán xạ kích thích có kèm theo bức xạ phản Stokes với cường độ lớn Hướng bức xạ sẽ thành lập bề mặt hình nón có trục song song với hướng truyền của chùm laserĐiều kiện đồng bộ không gianTrong môi trường đẳng hướng: Đó là nguyên nhân các thành phần phản Stokes thành lập bề mặt hình nón Giản đồ xác định hướng truyền của bức xạ phản StokesTrong thực tế tán xạ tổ hợp kíchthích phức tạp hơn nhiềuN và Năng lượng Năng lượng trạng thái cuối Tần số tán Biểu đồ mức năng Tên M trạng thái ban xạ s xác định bởi sự lượng đầu chuyển đổi Photon Phân Photons Phân tử năng lượng vòng quanh s tử (i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi) (vii) (viii)N=1 (n1  1)1  s Tán xạ n11 Ei E f  Ei s  1 RayleighM=1N=1 (n1  1)1  s E f  E i  fi s  1  fi Tán xạ n11 Ei RamanM=1 (Stokes)N=2 n11 Ei (n1  2)1  s E f  Ei s  21 Tán xạ RayleighM=1 bậc caoN và Năng lượng Năng lượng trạng thái cuối Tần số tán xạ Biểu đồ mức năng lượng Tên M trạng thái ban s xác định đầu bởi sự chuyển đổi Photon Phân Photons Phân tử năng lượng s tử vòng quanh (i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi) (vii) (viii)N=2 ...