§ 2. СПЕКТРОСКОПИЯ ОБРАЩЕННОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА

В 1963-1964 гг. Стойчев [1] и Джонс и Стойчев [2] сообщили о возможности исследования обращеннных спектров комбинационного рассеяния с помощью наносекундных световых импульсов, спектральная характеристика которых представляла собой узкополосный континуум. Раньше линии комбинационного рассеяния исследовали лишь в спектрах испускания, хотя теория рассеяния различных типов" предсказывала, что комбинационное рассеяние должно проявляться как при испускании, так и при поглощении. Обычно вещество освещают возможно более монохроматическим пучком с частотой При этом возникают поглощение и испускание света. В случае комбинационного рассеяния наблюдаются стоксова и антистоксова линии. Вероятность поглощения кванта и испускания кванта равна [2]

где — матричный элемент для двухфотонного процесса, член описывает спонтанное комбинационное рассеяние, а произведение — вынужденное рассеяние. Плотности энергии

Рис. 33.4. Схема эксперимента Джонса и Стойчева [2] по исследованию обращенных спектров комбинационного рассеяния.

Сфокусированный лазерный импульс частично преобразуется в толуоле в континуум, простирающийся от до

Рис. 33.5. Схемы переходов с поглощением и испусканием [2].

Падающее излучение обозначено сплошной линией, а наблюдаемое излучение среды — пунктиром

соответствуют пучкам Линии могут появиться в результате спонтанного рассеяния или благодаря усилению существующих в среде волн с частотами В эксперименте Стойчева и Джонса среда освещается одновременно монохроматическим излучением и узкополосным континуумом, который создается в специальной кювете, заполненной нелинейным веществом (рис. 33.4). Среда, активная с точки зрения комбинационного рассеяния, излучает на частоте и поглощает из континуума частоты Континуум в рассматриваемом эксперименте был настолько широк, что охватывал ближайшие линии комбинационного рассеяния многих известных жидкостей. Энергетические уровни молекулы сдвигаются на Формально это объясняется тем, что в формуле (33.13) , а также и меняются ролями. В наблюдаемом континууме появлялись узкие линии поглощения (темные полосы), точно соответствующие частоте нормальной антистоксовой линии. На рис. 33,5 схематически пояснены процессы возникновения спектров поглощения и испускания.