RP 系列激光分析设计软件 | 拉曼散射

       图1示出了用于纳秒脉冲信号放大的光纤中拉曼散射的数值模拟。它表明在合适的条件下，拉曼转换可以是高效的。

       拉曼散射不仅可以发生在固体材料中，也可以发生在液体或气体中。例如，分子气体具有振动/转动激发，并且观察到的斯托克斯位移与这些相关。

      在拉曼散射过程中，一个泵浦光子被转换成一个较低能量的信号光子，光子能量的差异被声子(晶格振动的量子)带走。

       原则上，一个已经存在的声子也有可能与泵浦光子相互作用，产生一个更高能量的光子，属于更短波长的反斯托克斯波。然而，这一过程通常很弱，尤其是在低温下。注意，如果四波混频过程是相位匹配的，则强反斯托克斯光也可以从四波混频中产生。

      拉曼散射可以是自发的或受激的。当存在泵浦波但没有信号输入波(即没有信号输入光子)时，发生自发拉曼散射。它可以被认为是一种量子效应——信号场零点振荡的放大。

      拉曼散射也被称为非弹性散射，因为它所涉及的光子能量损失在某种程度上类似于机械物体碰撞中动能的损失。

      一些典型的拉曼活性介质是：

      某些分子气体，例如氢气(H2)、甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)，用于例如拉曼位移器的高压室

      拉曼散射也可以发生在例如超短光脉冲的宽光谱内，有效地将脉冲的光谱包络向更长的波长移动(拉曼自频移，当涉及孤子脉冲时也称为孤子自频移)。

      在用于强脉冲的光纤放大器等光纤设备中，拉曼散射可能是有害的:它可以将大部分脉冲能量转移到不会发生激光放大的波长范围内。图2显示了一个示例案例的模拟。这种效应会限制这种器件可达到的峰值功率。