波长的改变 (2)
由激光照射系统、样品池、散射光的收集与分光系 统、信号处理系统,四部分组成
倍频 差频 光参量振荡 拉曼
1、定义 在强激光作用下产生非线性效应,使频率 为ω的激光通过晶体后变为频率为nω的倍频 光。 2、原理:激光通过倍频晶体,通过角度相 位 匹配,产生非线性光学效应,使得波长变 短,强度增强。
3、目的: 扩大了激光的波段,获得更短波长的激光。 4、应用实例: 利用倍频技术可输出紫外激光,紫外激光具有 波长短,聚焦性能好,光子能量高,能激发特 定的光化学反应等优点。在许多领域都有广泛 的应用。例如355nm紫外激光器可对材料进行 冷加工,从而避免了热加工产生的热效应。
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3、可调谐的拉曼激光器是基于受激拉曼散射 的参量振荡器。 4、应用:激光拉曼光谱技术
3、激光拉曼光谱技术应用实例: 有机化合物的结构分析 1)定性分析 高分子聚合物的测定 对生物大分子的研究
2)定量分析: 拉曼散射光强度与活性成分的浓度成正比, 因此可以利用拉曼光谱进行定量分析。
激光拉曼光谱实验装置图
3、应用实例:皮秒光参量振荡放大器可用于 指纹印迹识别。
1、拉曼散射: 当一束光入射到分子上时,除了产生与入射光 频率ω0相同的散射光外,还有频率分量为 ω0±ω 的散射光, ω 是与分子振动或转动频 率相关的频率。 2、受激拉曼散射:强激光的光电场与原子中的 电子激发、分子中的振动或与晶体中的晶格相 耦合产生的散射光谱线强度迅速增加,发散角 减小,线宽变窄具有很强的受激辐射特性。
1、原理 强泵浦光与非线性相应率足够大的晶体 中的分子之间的参量相互作用,这种作用 可以描述为分子引起的泵浦光子的非弹性 散射,它吸收了一个泵浦光子产生了两个 新的光子。
2、特点: 1)优点:调谐范围宽、效率高、结构简单、 工作可靠。 2)缺点:输出波长的调谐是由泵浦和相位匹 配条件决定,难以实现快速的波长调谐。
1、原理:差频产生是光场在非线性晶体发生 的三波混频二阶非线性频率下转换过程, 其基本过程如图所示:
2、差频技术可Biblioteka 到从可见光到30µ m范围内的 可调谐光源。 3、特点: 调谐范围宽、效率高、结构简单、能够实现 光波快速扫描和调制,并且不需要液氮冷 却。
4、应用: 差频在环境监测、遥感、医疗诊断和治疗、 激光光谱学研究、材料处理、数据通信、 光电测量、激光测距、激光雷达、红外对 抗等领域具有广泛应用。 5、应用实例:差频可以制作可调谐的中红外 相干光源,使其能够运用中红外激光光谱 技术探测大气甲醛的污染。