Trong chương này, chúng ta đã xét quá trình SBS bao gồm chùm bơm tới và sóng Stokes tán xạ đều được xét có một đầu sóng phẳng, khi đó quá trình SBS có thể được xét như là sự tương tác một chiều. Chúng tôi đã trình bày được lời giải giải tích và lời giải số của hệ phương trình SBS đối với trạng thái dừng và các trường hợp tức thời.
Giải các phương trình SBS theo phương pháp của phương trình đặc trưng và đã thu được lời giải giải tích chính xác cho cường độ bơm và cường độ Stokes.
Trong phép gần đúng này, từ các biểu thức cường độ Stokes và cường độ bơm cho ta thấy cường độ bơm tới phụ thuộc vào thời gian.
Kết quả độ phản xạ SBS và độ nén xung laser dự đoán theo lý thuyết rất phù hợp với các dữ liệu thí nghiệm mà ta đã thu được đối với các xung bơm dài hơn thời gian sống của phonon (trong môi trường phi tuyến carbon đisunfua). Các kết quả thí nghiệm thu được đã phù hợp với lý thuyết ngẫu nhiên khi xem xét và phân tích sự hấp thụ của tạp âm Gaussian trong SBS. Do đó, từ mô hình này ta tiên đoán một trạng thái bão hòa của SBS, khi cường độ bơm tăng. Trong chế độ này, độ nén tiến về 1, nó có thể được coi như là trạng thái chế độ dừng SBS. Trong miền của môi trường phi tuyến, mà các cường độ Stokes phụ thuộc vào cường độ bơm và độ nén lớn hơn 1, có thể được gọi là trạng thái tức thời, bất kể trường hợp xung ngắn hơn hoặc dài hơn so với thời gian sống của phonon. Những kết quả này đưa ra một lời giải thích đầy đủ hơn của quá trình SBS tổng quát và xung laser SBS nói riêng. Và từ đó, nhiều công trình nghiên cứu về mô hình SBS vẫn đang phát triển.
KẾT LUẬN CHUNG
Từ những kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi rút ra những kết luận sau: 1. Tán xạ Brillouin bắt nguồn từ sự tương tác ánh sáng với sự lan truyền sóng âm. Tán xạ Brillouin cưỡng bức xảy ra khi cường độ ánh sáng đủ lớn và xảy ra theo hai cơ chế: do sự thay đổi mật độ cảm ứng và do sự thăng giáng của nhiệt độ.
2. Hiệu ứng SBS xảy ra trong hầu hết các vật liệu khác nhau ở thể rắn, lỏng, khí và plasma. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta lựa chon các vật liệu nhằm đảm đảo tính chất đặc trưng: độ dịch tần, độ rộng vạch phổ, hệ số khuếch đại. 3. Đã đưa ra lời giải về cường độ SBS trong trạng thái dừng và trạng thái dao động tức thời; Giải bài toán SBS một chiều bằng các phương trình đặc trưng, từ đó xác định được cường độ bơm và cường độ Stokes và nó phù hợp với kết quả thí nghiệm thu được.
4. Theo lý thuyết ngẫu nhiên chúng tôi đã xem xét và phân tích sự hấp thụ của tạp âm Gaussian trong SBS, các kết quả thí nghiệm đã phù hợp với lý thuyết ngẫu nhiên. Mô hình này tiên đoán một trạng thái bão hòa của SBS, khi cường độ bơm tăng. Trong chế độ này, khi độ nén tiến về 1 có thể được coi như là trạng thái chế độ dừng SBS. Còn trong miền của môi trường phi tuyến, cường độ
Stokes phụ thuộc vào cường độ bơm và độ nén lớn hơn 1, có thể được gọi là trạng thái tức thời, bất kể trường hợp xung ngắn hơn hoặc dài hơn so với thời gian sống của phonon
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Fabelinskii L 1968 Molecular Scattering of Light (New York: Plenum)
[2] Kaiser W and Maier M 1972 Stimulated Rayleigh, Brillouin and Raman spectroscopy
in Laser Handbook vol 2 ed F T Arecchi p 1077
[3] Chiao R Y, Townes C H and Stoiche B P 1964 Phys. Rev. Lett. 12 592 [4] Kroll N M 1965 J. Appl. Phys. 36 34
[5] Hon D T 1980 Optics Lett. 5 516
[6] Damzen M J and Hutchinson M H R 1983 IEEE J. Quantum Electron. QE-19 7 [7] Rojdestvensky B L and Ivanenko N N 1978 Quasilinear Systems of
Equations (Moscow: Mir) p 16 (in Russian)
[8] Yariv 1975 Quantum Electronics 2nd edition (New York: Wiley) p 387 [9] Johnson R V and Marburger J H 1971 Phys.Rev. A 4 1175
[10] Chen L and Bao X 1998 Opt. Commun. 152 65
[11] Babin V, Mocofanescu A, Vlad V and Damzen M J 1999 J. Opt. Soc. Am. B 16 155; 1995 Proc. SPIE 2461 294
[12] Erokhin A, Kovalev V I and Faizullov S F 1986 Sov. J. Quantum Electron. 16 872 [13] Herziger G., Weber H., Poprawe R. (2007), Indusstrial applications of laser
[15] Hồ Quang Quý, Quang phi tuyến ứng dụng, Nhà XB ĐHQG Hà Nội.
[16] Cao Long Vân, Đinh Xuân Khoa, M.Trippenbach, 2010, Cơ sở quang học