cơ sở lý thuyết nghiên cứu động học laser raman
3.1 Cấu trúc laser Raman
Giả thiết rằng môi tr-ờng tán xạ Raman đ-ợc đặt trong buồng cộng h-ởng (hình 3.1). Khi môi tr-ờng đ-ợc kích thích bởi xung laser ngoài thì sóng tán xạ Stokes và đối Stokes, sóng thứ cấp phát sinh. Sóng nào trong hai sóng đó đ-ợc khuếch đại còn phụ thuộc vào cấu trúc của buồng cộng h-ởng.
Trong ch-ơng này chúng tôi giả thiết một laser có hoạt chất tán xạ Raman chứa trong buồng cộng h-ởng có chiều dài L giữa hai g-ơng có hệ số phản xạ Rp(s) và bơm bằng laser xung phân bố Gauss theo thời gian. Buồng cộng h-ởng chỉ khuếch đại sóng tần số Stokes và tần số bơm. Hình 3.1 mô tả cấu trúc của laser Raman phát sóng Stokes.
Trong sơ đồ cấu trúc này, g-ơng vào có hệ số truyền qua khoảng 50% (hệ số phản xạ cỡ 50%) đối với sóng bơm. Với các hệ số này chùm tia đ-ợc bơm dọc theo trục của buồng cộng h-ởng. Một phần đi vào buồng cộng h-ởng có tác dụng kích hoạt quá trình tán xạ Raman trong hoạt chất. Một phần bị phản xạ trở lại. G-ơng này có hệ số phản xạ 100% đối với sóng Stokes. Nhờ nó mà sóng Stokes bị giam giữ trong buồng cộng h-ởng, đi lại nhiều lần tạo nên quá trình tán xạ Raman c-ỡng bức. G-ơng ra có hệ số phản xạ 100% đối với sóng bơm. Nhờ đó sóng bơm đ-ợc giữ lại trong buồng cộng h-ởng tiếp tục kích hoạt tán xạ Raman. Hệ số phản xạ của g-ơng ra đối với sóng Stokes thay đổi trong khoảng từ 90% đến 99,9%. Nhờ đó mà sóng Stokes đ-ợc khuếch đại nhiều lần trong buồng cộng h-ởng. Một phần (khoảng từ 1% đến 5%) đi ra ngoài trở thành chùm laser Stokes. Trong laser Stokes thì sóng đối Stokes có thể xuất hiện trong buồng cộng h-ởng, tuy nhiên không đ-ợc khuếch đại.