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受激拉曼散射(SRS)既是研究物质分子振动能级结构的有效方法,也是获得激光频率调谐的重要物理基础。然而,由于SRS较高阈值和低转换率限制了它的实际应用,因而降低SRS阈值和提高SRS强度已经成为近年来调频激光领域的一个研究热点。
为了有效地增强SRS强度,论文采用了一种称作“荧光外部种子植入”的新方法,运用毛细管套管方法,将荧光染料与拉曼介质分离开来。这种方法将注有拉曼介质的液芯光纤(L,COF)插入含有激光染料溶液的毛细管中,这样做既可以获得荧光种子,同时减少染料对SRS的吸收,还能保持拉曼介质不被污染。染料在YAG激光侧向泵浦下,激光染料产生的荧光进入液芯光纤内部,为液芯光纤中产生的SRS提供荧光种子,从而增强SRS光谱的初始放大强度。
运用外部荧光种子植入法,本论文的主要研究内容和结果如下:
1.在无染料和有染料条件下,获得了CS2拉曼频移为655.6cm-1模式的一阶、二阶、三阶斯托克斯线和一阶反斯托克斯线,其中落入荧光范围内的二阶斯托克斯线和三阶斯托克斯线比起无染料时分别增强了1.9倍和1.58倍。
2.在无染料时,一阶、二阶和三阶斯托克斯线产生的拉曼拟合阈值分别为0.079mJ、1.081mJ和1.786mJ;有染料时,三阶斯托克斯线产生的拟合阈值为1.611mJ。因此,外部荧光种子的植入,可使被增强的stokes模式的阈值有一定的下降。
3.通过实验,观察到在539nm附近产生了一个可以清晰分辨的峰,初步分析认为这是由CS2对称伸缩振动模式v(拉曼频移为655.6cm-1)与弯曲振动模式v(拉曼频移为398cm-1)差频作用的结果,根据差频模式计算的结果与实验值符合的很好,并且该模式也得到了外部荧光种子的增强。