作业帮斯托克斯现象光学中的,不是粉体沉降那个.
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/30 22:07:28
斯托克斯现象光学中的,不是粉体沉降那个.
斯托克斯现象
光学中的,不是粉体沉降那个.
斯托克斯现象光学中的,不是粉体沉降那个.
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斯托克斯规则
1852年G.G.斯托克斯在研究光致发光的光谱时,提出了一个论断：发光的波长总是大于激发光的波长.后来,在大量的实验中,出现了很多例外.于是,把发光谱线分为两类,符合上述关系的叫做斯托克斯线,它的波长和激发光的波长之差,称为斯托克斯位移.反之,称为反斯托克斯线,相应的波长差称为反斯托克斯位移.由于存在很多例外,上述斯托克斯提出的论断就不是规律,而只能称为定则.1879年E.洛梅尔概括了大量实验结果,把斯托克斯定则修改为：发光光谱的峰值及重心的波长总是大于激发光光谱的峰值及重心的波长,称为斯托克斯－洛梅尔定律.
1927年C.И.瓦维洛夫定律揭示了发光效率随着激发光的波长而变化的规律：在斯托克斯区（即发光波长大于激发光波长的频段）发光的能量效率随着激发光波长的增加而上升,而发光的量子效率不因激发光波长的增大而改变；但是,进入反斯托克斯区以后,发光效率就急剧地下降.从而,进一步揭示了斯托克斯规则的物理内容.
近代关于发光光谱的研究则又深入一步地阐明了产生斯托克斯位移的物理过程.它反映发光中心（见固体发光的电子跃迁所受周围环境的影响,是发光中心与振动中的点阵相互作用的结果.对宽频带发光过程来说,斯托克斯位移是很有益的,因为它可以避免发光被材料再吸收.近年发现了将长波光转换为短波光的材料（上转换材料）,它吸收两个以上的光子后,发射出一个能量较大的光子,一般只是在高激发密度下才比较显著.
斯托克位移
荧光光谱较相应的吸收光谱红移,这被称为斯托克位移（Stoke’s shift）.
荧光光谱发生向短波方向的位移被称为反斯托克位移（Anti-Stoke’s shift）.
相干反斯托克斯-拉曼散射
当入射光是一束足够强的激光时,斯托克斯谱线的强度开始比例于自身而增长,具有明显的受激特性,这就是受激拉曼散射.受激拉曼散射是强激光与物质相互作用所产生的受激声子(光学支声子)对入射光的散射,而自发拉曼散射是热振动声子对入射光的散射,其散射具有随机性特点.受激拉曼散射过程中入射光子()主要被光学支声子()所散射.对斯托克斯线的受激拉曼过程可简述如下：最初一个入射于介质的相干光子与一个热振动声子碰撞,产生了一个斯托克斯光子(),同时增添一个光学支声子,这个光学支声子再与入射光子相碰撞,又增添一个光学支声子,同时产生一个斯托克斯光子.这样重复下去,形成一个雪崩过程.产生光学支声子的过程,关键在于有足够多的入射光子,由于光学支声子所形成的声波是相干的,入射光波也是相干的,所以拉曼散射后所形成的斯托克斯光子也是相干的,这就是一阶斯托克斯散射的受激过程.反斯托克斯线则是入射于介质的相干光子与光学支声子作用,产生一个反斯托克斯光子().当斯托克斯光强到一定程度时,它自身还会作为泵浦光,发生更高阶的拉曼散射.受激拉曼散射的本质就是入射光和斯托克斯光之间的相互耦合引起这两个光波之间的有效能量转移.受激拉曼散射满足动量守恒和能量守恒：
光子晶体光纤中的反斯托克斯现象
利用自制的光子晶体光纤(PCF),通过逐渐增加抽运脉冲的中心波长λ0,使其主要处于反常色散区,观测到了不同非线性效应作用下的频谱变化尤其是显著的反斯托克斯现象.通过调节耦合光束的入射方向,使光纤稳定输出为第一高阶模.在λ0达到并超过第一高阶模的零色散波长(820 nm)的过程中,抽运波工作在反常色散区,其向反斯托克斯波的能量转化逐渐增强.尤其当λ0超过860 nm之后,反斯托克斯波的强度可达到抽运波剩余强度的5倍,转换效率达到了80%.
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