Trong chương này chúng tôi đã giới thiệu tổng quan về tán xạ Brillouin, kết quả thu được gồm một số điểm chính sau:
a) Khi có một chùm ánh sáng chiếu vào một môi trường vật chất thì có thể xảy ra nhiều quá trình tán xạ khác nhau như tán xạ Rayleigh, tán xạ Raman, tán xạ Brillouin.
b) Tán xạ Brillouin xảy ra khi có sự tương tác của ánh sáng kích thích với một sóng âm. Khi cường độ ánh sáng kích thích nhỏ thì xảy ra quá trình tán xạ Brillouin tự phát. Khi cường độ ánh sáng kích thích đủ lớn thì xảy ra quá trình tán xạ Brilouin cường bức. Tán xạ Brillouin cưỡng bức xảy ra theo hai cơ chế đó là xảy ra do sự thay đổi mật độ cảm ứng (hiện tượng điện giảo) và do sự thăng giáng của nhiệt độ. Tùy theo từng cơ chế mà ta có các phương trình mô tả cho quá trình tán xạ Brillouin cưỡng bức.
c) Đã phân biệt quá trình tán xạ Brillouin và quá trình tán xạ Raman. Đây là hai quá trình về mặt hình thức giống nhau nhưng bản chất thì khác nhau đó là:
i) SBS xảy ra do sự tương tác của ánh sáng kích thích với sóng âm, còn SRS xảy ra do sự tương tác của ánh sáng kích thích với các trạng thái dao động hoặc các trạng thái quay của môi trường.
ii) Sự thay đổi tần số trong SBS thì nhỏ, còn sự thay đổi tần số trong SRS thì lớn.
iii) Thời gian sống của SRS ngắn, còn thời gian sống của SBS dài hơn;. iv) Hệ số khuếch đại trong SRS tỉ lệ bậc nhất với mật độ ρ, trong khi hệ số khuếch đại trong SRS tỉ lệ với bình phương mật độ ρ2.
v) Hiện tượng liên hợp pha dễ xảy ra hơn đối với SBS và khó xảy ra hơn đối với SRS.
d) Đã chỉ ra SBS có thể xảy ra đối với các vật liệu khác nhau như khí, lỏng và rắn. Các vật liệu cho SBS có hiệu suất cao được đặc trưng bởi các thông số đó là độ dịch tần, độ rộng vạch phổ, hệ số khuếch đại.
e) Đã định hướng cho thực nghiệm về mặt ưu điểm và nhược điểm khi chọn các vật liệu khí, lỏng, rắn đối với SBS, cũng như việc chọn các laser có bước sóng và độ rộng xung thích hợp.
Các kết quả thu được trên là cơ sở để chúng ta nghiên cứu ở chương tiếp theo.
Chương 2: LỜI GIẢI CHO TRƯỜNG HỢP SBS MỘT CHIỀU
Cấu hình tương tác đơn giản nhất để khảo sát quá trình SBS là khi cả chùm bơm tới và sóng tán xạ Stokes đều được khảo sát với mặt đầu sóng phẳng. Trong trạng thái này, quá trình SBS có thể được khảo sát như một sự tương tác không gian một chiều, các đạo hàm riêng có thể bỏ qua và giả thiết các gần đúng
có thể đạt được. Trong chế độ này, nhiều kết quả vật lý quan trọng, chẳng hạn như độ phản xạ và độ rộng xung có thể được lấy gần đúng. Ngoài ra, các mối quan hệ có thể được suy ra nhờ sự phân tích, và những kết quả này có thể được sử dụng để dự đoán số hạng gần đúng bậc nhất để thí nghiệm và ứng dụng.