概述
1928年，光波被散射后頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象被印度物理學家拉曼發(fā)現(xiàn)，因此被命名為拉曼散射。拉曼散射可以分為自發(fā)拉曼散射和受激拉曼散射。自發(fā)拉曼散射源于熱振動聲子對于入射光的散射。受激拉曼散射則是強激光與物質相互作用時產(chǎn)生的受激聲子對于入射光的散射。
系統(tǒng)描述
本例展示了如何模擬瞬態(tài)拉曼效應。當高功率超短激光脈沖在大氣中傳播時，若脈沖寬遠遠小于拉曼過程的時間常數(shù)，則該作用過程就可以通過求解描述瞬態(tài)拉曼過程的方程組進行模擬。理論手冊第9章中包含對瞬態(tài)拉曼效應方程的完整描述。
在瞬態(tài)拉曼效應的模擬過程中有一個關鍵問題需要解決，那就是如何處理自發(fā)輻射的角度。更精細的空間采樣就可以考慮更大的立體角。在本例中，我們只考慮初始10ps的作用過程，這樣瞬態(tài)增益將會比穩(wěn)態(tài)增益小很多。模擬過程中我們將傳播距離分30步完成，每一步1km，每一步綜合考慮自發(fā)拉曼效應、受激拉曼效應以及衍射效應。
沒有受激拉曼放大下的自發(fā)輻射開始會線性增長，但是隨著傳播距離的增加，就會有越來越多的空間分量散射出主光路，最終自發(fā)輻射到達一個穩(wěn)定值。越大的采樣陣列能夠涵蓋的自發(fā)輻射角度越大，但同時散射效應作用的距離也更短。
模擬結果
圖1.沒有受激拉曼放大下時自發(fā)輻射的增長過程（采樣陣列為64*64）
圖2.沒有受激拉曼放大下時自發(fā)輻射的增長過程（采樣陣列為256*256）
圖3.30km處斯托克斯光的分布（采樣陣列為64*64）
圖4.30km處斯托克斯光的分布（采樣陣列為256*256）
圖5.斯托克斯光與入射激光的強度比隨傳輸距離的變化（對數(shù)坐標，采樣陣列為64*64）
圖6.斯托克斯光與入射激光的強度比隨傳輸距離的變化（對數(shù)坐標，采樣陣列為256*256）
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