ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Комбинационное рассеяние света

В 1928 г. индийским физиком Ч. В. Раманом и независимо советским физиком Г. С. Ландс - бергом был открыт эффект возникновения излучения света с частотами у0 - Ду, у0 + Ду при условии введения в диэлектрик излучения с частотой у0 и отсутствии какого-либо другого внешнего воздействия.

Поскольку в результате указанного явления в диэлектрике вместо волны с частотой у0 оказались три волны с частотами у0, у0 - Ду, у0 + Ду, открытый авторами эффект получил название комбинационного рассеяния света. Природа данного рассеяния заключается в фо - тон-фононном воздействии. Максимальная энергия фонона в твердом теле (в том числе в СВ) определяется выражением £*„„ = *0, где к — постоянная Больцмана;

П( 3/^Р

1/3

0

— характеристическая температура Дэбая; 0 =

4 пМ

И— постоянная Планка;

Р — число ионов, образующих устойчивую связь (в 8Ю2, р = 3);

Кг

М — масса киломоля диэлектрика (в 8Ю2, М= 60

Р — плотность диэлектрика;

£ю — модуль Юнга;

N4 = 6,022-Ю23 моль-1 — число Авогадро.

По закону сохранения энергии и согласно (2.51) Е^И = А6 = откуда максимальное

-);

Кмоль

Изменение частоты фонона при комбинационном рассеянии *е

Луфо„ =Дуфот =у-

Очевидно, что при комбинационном рассеянии света максимальна частота фотонов кд

(3.53)

А минимальная — Аб

(3.54)

Оптическое излучение с частотами типа (3.53) получило название «фиолетовых» спут­ников (относительно у0), излучение типа (3.54) — «красных» спутников. Очевидно, что комбинационное рассеяние ослабляет основной сигнал частоты у0 и ухудшает монохрома­тичность излучения. Потери за счет комбинационного рассеяния значительно меньше по­терь за счет рэлеевского рассеяния и материальной дисперсии.