Quang phi tuyến - Hiệu ứng tán xạ tổ hợp Raman.PPT

GVHD:LÊ THỊ QUỲNH ANH SV: LÊ THỊ THU HÀ HUỲNH CHÍ CƯỜNG PHAN TRUNG VĨNH Chương 5 RAMAN... Địa chỉ bạn đã tải:http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/sem

GVHD:

LÊ THỊ QUỲNH ANH

SV:

LÊ THỊ THU HÀ HUỲNH CHÍ CƯỜNG PHAN TRUNG VĨNH

Chương 5

(RAMAN)

Địa chỉ bạn đã tải:

http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Địa chỉ bạn đã tải:

http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Nơi bạn có thể thảo luận:

http://myyagy.com/mientay/

Nơi bạn có thể thảo luận:

http://myyagy.com/mientay/

Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí :

http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí :

http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

Dự án dịch học liệu mở :

http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html

Dự án dịch học liệu mở :

http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html

Liên hệ với người quản lí trang web :

Yahoo: thanhlam1910_2006@yahoo.com

Gmail: frbwrthes@gmail.com

Liên hệ với người quản lí trang web :

Yahoo: thanhlam1910_2006@yahoo.com

Gmail: frbwrthes@gmail.com

TÁN XẠ TỔ HỢP CỦA ÁNH SÁNG

Bản chất tán xạ tổ hợp: hệ gồm nhiều hạt không có momen dipole riêng trong đó xét đến chuyển động của cả điện tử và hạt nhân

a

r

r





vị trí điện tử

vị trí hạt nhân

U(r,ra) khai triển quanh vi trí cân bằng:

Lý thuyết cổ điển

0 )

( )

(

0

=

=

∂

∂

∂

∂

=

= r

U r

U

a r a

o r

Biểu thức khai triển:

Lực đàn hồi tác động lên điện tử: fe

Lực đàn hồi tác động lên hạt nhân:fa

2 6 5

2 4

) ,

(

r a rr

a r

a r

a r

r r

U

a

a

∂

∂

−

=

a a

a

a a

r r a rr

a

r a r

a

r a

Kr U

r r

U

2 6

2 5

3 4

3 3

2 2

2

3

1 3

1 2

2

) 0 , 0 ( )

,

(

+ +

+ +

+ +

=

a a

a

r

r r U

2 5

2

) ,

(

−

−

−

−

=

∂

∂

−

=

Lực đàn hồi của hạt nhân và điện tử được viết lại:

2 6

a

a

Phương trình chuyển động của điện tử:

e

E f

f dt

r

d

m 22 = + thay K a r r eE

dt

r

d

m 2 + ( + 2 6 a ) =

2

Nhân (1) với

(1)

m Ne

Với P=Ner ; K(ra)=K+2a6ra

m

r

a m

K m

r

K( a ) 2 6 a

+

=

(2)

E m

Ne m

P r

K dt

p

2

= +

2 0 ω

=

m

K

đặt

m

r

a m

r

K a 2 6 a

0

2 )

(

+

= ω (3)

m

r

a E

m

Ne p

dt

p

0 2

−

=

+ ω

Thay P=χ(ω)E vào phương trình trên:

E m

r

a E

m

Ne p

dt

p

) (

2 6

2 2

0 2

2

ω χ

Phơng trình chuyển động của hạt nhân:

2 6 2

2

2

r a r

a

f dt

r d

M a = a = − a − (1’)

Chia (1’) cho M và đặt:

M

a

2 =

ω

2 6

2 2

2

r M

a r

dt

r

d

a v

a + ω = −

Trườngđiện tử ngoài yếu(2’)

(2’)

Phương trình(3’)

0

2 2

2

=

dt

r

d

ω

) cos(

0

a v

a

r = ω + ϕ (4’) Thay (4’)vao (I) và đặt E=E0cosωt

[ ]

{

a v

a

t

t m

E r

a

t

E m

Ne P

dt

P d

ϕ ω

ω

ϕ ω

ω

ω ω

+

− +

+ +

−

= +

) (

cos

) (

cos

cos

0

0 6

0

2 2

0 2

2

Sóng tới ω làm xuất hiện ω+ωv và ω-ωv là sóng tán xạ tổ hợp

Theo thuyết lượng tử

) (ω + ωv



) (ω − ωv



ω



ω



ω



ω



V=0

V=1

ω



v

ω

ω

nguồn bức xạ công suất lớn-laser

Phương trình (2’) trở thành(II):

P=Ner;

2 2

2 6

2 6

N Me

P

a M

r

a

−

=

−

2 2

2 6

2 2

2

N Me

P

a r

dt

r

d

a v

a + ω = −

Độ phân cực P (II) chứa các số hạng điều hoà :

ω ω + ωv

-Trường của nguồn bức xạ kết hợp định pha bức

xạ của các phân tử riêng biệt,do đó bức xạ của tán xạ tổ hợp sẽ trở nên kết hợp gọi là tán xạ tổ hợp kích thích

-Với tán xạ tổ hợp kích người ta quan sát được các lượng tử với tần số và

với n là số nguyên v

n ω

M

ω

ω2 −

2

ω gain(SRGS)

Loss(SRLS)

2

ω

M

ω

ω1 + (CARS)

1

ω

1

2 ω

ω < (TK) Material systemω1 − ω2 = ωM

2

ω

1

2 ω

M

M

ω

Xét 2 ω1 − ω2

Thay đổi khi

được giữ cố định thì cường độ tán xạ tăng đột ngột

Khi

1

ω

2

ω

M

ω = 2 1 − 2 = 1 + 1 − 2 = 1 +

M

ω ω

ω1 − 2 =

CARS

1

2 ω

M

M

ω

Bức xạ tán xạ này là kết hợp nên gọi là tán xạ Raman phản Stokes kết hợp hay CARS.

Các tần số CARS chồng lên trên 1 nền tán xạ không cộng hưởng yếu 2 ω1 − ω2

Tần số tán xạ có dạngcủa tần

số Raman phản Stokes ωS = ω1 + ωM

M

ω

M

S ω ω

ω = 2 −

1 ω

2

ω

2

ω

Xét 2 ω2 − ω1

Khi

M

ω ω

ω1 − 2 =

M

s

ω ω

ω ω

ω

ω ω

ω

−

=

− +

=

−

=

2 1

2 2

1 2

2

Tần số tán xạ

có dạng của tần

số Raman Stokes

gọi là tán xạ Raman Stokes kết hợp

-CARS và CSRS sinh ra chùm bức xạ tán xạ có tính định hướng cao với sự phân kỳ nhỏ

-Cường độ tán xạ tỷ lệ tán xạ ,bình phương

của bức xạ tới tại (a) và sự chiếu bức xạ tới tại (b) 1

ω

2

ω

1

ω

-Sự gia tăng cộng hưởng điện tử của cường độ tán xạ cũng có thể sinh ra nếu hoặc đạt gần đến năng lượng chuyển mức điện tử 2

ω

Qúa trình CSRS hay quá trình CARS được

gọi là quá trình bị động hay giới hạn

Xét quá trình CARS:quá trình liên quan đến sự phân huỷ 1 photon năng lượng ,tạo nên 1 Photon năng lượng ,phân huỷ 1 photon thứ

2 năng lượng và tán xạ photon thứ 2

mang năng lượng .Xem như các năng lượng photon tự cân bằng

1

ω



2

ω



)

( 1 M

ω =  +



1

ω



0 )

(ω2 − ω1 + ω − ω1 =