激光拉曼散射光谱的特点

简述信息一览：

• 1、拉曼光纤激光放大器的发展历史
• 2、简述光纤损耗产生的原因及其危害是什么
• 3、什么是自发拉曼散射,什么是受激拉曼散射过程,什么是拉曼光谱?什么是PAR...
• 4、光纤非线性效应包括
• 5、反斯托克斯定律?

拉曼光纤激光放大器的发展历史

拉曼光纤激光放大器的发展历史可以追溯到1928年，当时Chandrasekhara Raman爵士首次观察到了拉曼散射效应（SRS）。这一非线性光学现象的理论体系经过多年的完善，为拉曼光纤放大器奠定了基础。早期实验中，研究人员在单模光纤中测量了石英光纤的拉曼增益，其增益谱特性表现为宽带，可在宽频范围内实现增益。

拉曼光纤放大器在观察到SRS效应后不久就有所考虑，在80年代末至90年代直至现在逐渐引起人们的广泛关注。1***2年Stolen等首先在拉曼光纤放大器的实验中发现了拉曼增益，初期的研究主要侧重于研制拉曼光纤激光器。80年代在光纤通信应用的推动下开始研究拉曼光纤放大器。

在2001年的OFC展会上，关于拉曼光纤放大器的研究和应用逐渐增多，拉曼光纤激光器逐渐成为光通信领域的新兴焦点，尽管离商业化还有一定距离，特别是在国内，但其发展预示着公司在技术实力方面的提升。

光纤放大器近年来崭露头角，如掺铒光纤放大器（EDFA）广泛应用，而拉曼光放大器则展现出广阔的研究前景和应用潜力。我国对光有源器件的研究始于20世纪70年代，面对西方国家的高新技术封锁，特别是“巴统”规定，中国科研机构如中科院半导体所、武汉邮科院等发扬自力更生的精神。

年代初，掺铒光纤放大器（EDFA）的诞生，极大地提升了光纤通信的传输距离，使其能够达到几千公里，极大地推动了光纤通信的发展，被誉为光通信历史上的重要里程碑。

有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器主要有3种： 光纤放大器、拉曼放大器以及半导体光放大器。光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子（如铒、镨、铥等）作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益带宽是不同的（如图4所示）。

简述光纤损耗产生的原因及其危害是什么

光纤损耗是指光信号在光纤中传输过程中，由于固有材料缺陷、杂质、辐射和应用等因素导致的光功率减弱。具体原因如下： 光纤本征损耗：这种损耗源于光纤自身的特性，主要包括光纤制造材料——石英玻璃的固有缺陷以及其中可能含有的金属过渡杂质。这些因素会引起光在光纤中的散射、吸收和色散，从而导致损耗。

光纤损害是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率的减小。原因：光纤本征损耗，即光纤固有损耗，主要由于光纤机基质材料石英玻璃本身缺陷和含有金属过渡杂质使光在传输过程中产生散射、吸收和色散，一般可分为散射损耗，吸收损耗和 色散损耗。

危害：光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近。

什么是自发拉曼散射,什么是受激拉曼散射过程,什么是拉曼光谱?什么是PAR...

1、泵浦光注入光纤后，其部分能量转为拉曼散射光，当泵浦光的强度小于阈值时，这时光纤分子的热平衡没有被破坏，这种拉曼散射叫自发拉曼散射。当散射光子的简并度》1时，散射的过程具有受激的特性。

2、拉曼光谱是一种分子散射光谱，用于“指纹”识别物质结构和含量信息。随着拉曼光谱仪成本的降低，其应用已从学术研究扩展到工业领域。该技术因快速、无损和无需样品预处理等特点，已成为发展最快的分析技术之一。拉曼效应，由印度物理学家拉曼于1928年发现，描述了光与分子相互作用时频率变化的现象。

3、当光波照射到物质上时，会发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光与激发光波长相同，而非弹性散射的散射光则有比激发光波长长的和短的成分，这种现象称为拉曼效应。 1928年，C.V.拉曼实验发现，当光穿过透明介质时，被分子散射的光会发生频率变化，这一现象被称为拉曼散射。

光纤非线性效应包括

非线性效应是指强光作用下由于介质的非线性极化而产生的效应，包括光学谐波，倍频，受激拉曼散射，双光子吸收，饱和吸收，自聚焦，自散焦等。

可以说，光纤的非线性是光纤通信系统的最终限制因素。

由于光纤的芯子尺寸较小，如果输入光纤的光功率大于一定的数值，就会使得纤芯中使得场强非常高，造成光纤的非线性效应。光纤的非线性可以分为两类：受激散射效应和折射率扰动。

反斯托克斯定律?

1、反斯托克斯定律：物理学—光学 概念，指在拉曼线 中，把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。它的强度远小于斯托克斯线 的强度。反斯托克斯线相对于斯托克斯线的强度随着波数移的增加而迅速减弱。

2、斯托克斯定律认为材料只能受到高能量的光激发，发出低能量的光，换句话说，就是波长短的频率高的激发出波长长的频率低的光。比如紫外线激发发出可见光，或者蓝光激发出***光，或者可见光激发出红外线。

3、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：发光光谱的峰值及中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。

4、斯托克斯定律（Stokes Law，1845）是指与粘滞力相比，惯性力可以忽略的情况下斯托克斯导出的阻力表达式。因为气溶胶粒子小、运动速度低，大部分气溶胶粒子的运动属于低雷诺数区，所以斯托克斯阻力定律广泛用于气溶胶研究。

5、stokes公式用来计算固体颗粒在液体中沉降速度的公式取决于颗粒大小和液体性质。对于无法筛分的细土粒分析，普遍应用斯托克斯定律，即按土粒在水中沉降的快慢区分不同粒级的土粒。

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