●前言
第1章 非彈性光散射中的概念 1
§1.1 引言 1
§1.2 光散射 1
1.2.1 光散射的分類 1
1.2.2 非彈性光散射 2
1.2.3 拉曼散射和布裡淵散射的五種說法 3
§1.3 選擇定則 4
1.3.1 具體選擇 5
1.3.2 配置說明 7
§1.4 虛能級 8
1.4.1 虛能級(能態)的概念 8
1.4.2 經典表述 8
1.4.3 拉曼線與虛態 9
1.4.4 為何僅在拉曼散射中有虛態 9
1.4.5 差異 10
§1.5 散射截面 10
1.5.1 物理意義 10
1.5.2 三種散射截面 11
1.5.3 電子散射截面 11
§1.6 相干 13
1.6.1 基本理論和概念 13
1.6.2 相干態 13
1.6.3 相干性的表征 14
1.6.4 拉曼散射 15
1.6.5 相干長度 15
1.6.6 無長程序體繫 15
1.6.7 晶格體繫 16
1.6.8 拉曼非相干與布裡淵相干 17
1.6.9 布洛赫波頻率 17
1.6.10 結論 18
§1.7 和頻與差頻 18
1.7.1 經典電磁理論結果 18
1.7.2 和頻的頻率 19
1.7.3 多聲子拉曼散射 20
1.7.4 起源 20
1.7.5 和頻、泛頻及差頻的物理實質 21
1.7.6 小結 22
§1.8 波的類型、波長、波數和波矢 22
1.8.1 三種波 22
1.8.2 廷德爾散射 23
1.8.3 波長與波數 23
1.8.4 波矢 24
1.8.5 三種配置波矢的計算 25
1.8.6 幾種玻色子波矢範圍 26
1.8.7 能隙、帶隙和頻隙及光譜中的三隙 26
§1.9 偏振 28
1.9.1 S偏振和P偏振 29
1.9.2 SS、SP、PS、PP偏振 29
1.9.3π、σ和α偏振 29
1.9.4 偏振的應用 29
§1.10 模式 30
1.10.1 拉曼激活的判斷 30
1.10.2 模式的物理意義 32
1.10.3 早期模式的種類 33
1.10.4 波矢改變引發的模 35
1.10.5 過阻尼模與欠阻尼模 35
1.10.6 由物質內、外狀態改變引發的模式 36
1.10.7 層狀結構的表面模 36
1.10.8 其他模式 38
1.10.9 幾種特別的模式 40
1.10.10 多聲子模及高階聲子模 41
1.10.11 等離子模 43
1.10.12 TE模和TM模 44
參考文獻 50
第2章 納米結構和薄膜材料的拉曼 布裡淵散射研究 52
§2.1 引言 52
§2.2 納米結構和薄膜材料的特征 53
2.2.1 小——尺度小 53
2.2.2 大——體表面比大 57
2.2.3 多——界面多 58
2.2.4 斷——波矢斷裂 61
2.2.5 移——相位偏移 64
§2.3 納米結構和薄膜材料光譜的能量分布 65
2.3.1 超低能區(≤1cm-1) 66
2.3.2 低能區(<200cm-1) 66
2.3.3 中能區(200cm-1
2.3.4 高能區(>4000cm-1)67
§2.4 四個表征 67
2.4.1 拉曼譜峰半高寬特征 67
2.4.2 峰形與能級 71
2.4.3 納米、薄膜結構的效應 72
2.4.4 布拉格散射與布裡淵散射 79
§2.5 結論 80
參考文獻 80
第3章 X射線拉曼散射(XRS) 83
§3.1 引言 83
§3.2 同步輻射光源 83
3.2.1 上海同步輻射光源 84
3.2.2 上海同步輻射裝置功能 85
3.2.3 上海同步輻射光源的特點 85
3.2.4 自由電子激光器 86
§3.3 直線自由電子光源 86
3.3.1 自由電子激光結構 86
3.3.2 直線電子激光 87
§3.4 同步輻射光源特性 88
§3.5 X射線拉曼散射 89
3.5.1 簡述 89
3.5.2 散射截面 89
3.5.3 X射線拉曼散射能量、動量的特征 91
3.5.4 X射線拉曼散射的配置 98
3.5.5 XRS的應用 100
§3.6 一種新型X射線源 104
3.6.1 實例 104
3.6.2 飛秒X射線等離子體發射源 104
§3.7 總結 106
參考文獻 107
第4章 光散射增強新談 109
§4.1 引言 109
§4.2 簡況 110
4.2.1 拉曼散射光強的計算 110
4.2.2 光散射強度比 111
4.2.3 光強表達式 114
§4.3 增強機制 115
4.3.1 截面單分子增強 115
4.3.2 單分子增強譜實測裝置 115
4.3.3 斯托克斯和反斯托克斯增強 117
4.3.4 斯托克斯和反斯托克斯的物理過程 119
§4.4 單分子SERS、納米透鏡和熱點(位等) 120
4.4.1 納米透鏡 120
4.4.2 熱位的物理意義 121
4.4.3 熱位等的物理實質 123
4.4.4 熱位的實驗研究 124
§4.5 其他增強 125
4.5.1 分形增強(波羅德定律) 125
4.5.2 極性分子納米結構的增強 126
4.5.3 相位增強 127
4.5.4 粗糙表面背散射增強 127
4.5.5 內外散射路徑的相位增強 128
4.5.6 準相位匹配增強 129
§4.6 光散射增強譜理論 131
4.6.1 局域場譜的表示 131
4.6.2 格林函數 132
4.6.3 狄利克雷-諾伊曼邊界條件 132
4.6.4 譜的極及其物理意義 133
4.6.5 格林函數理論中的增強因子 136
§4.7 討論與結論 137
4.7.1 困惑 138
4.7.2 結論 138
4.7.3 感悟 139
參考文獻 140
第5章 L.布裡淵與布裡淵散射 142
§5.1 引言 142
§5.2 L.布裡淵生平及對科學的貢獻 143
5.2.1 早期工作 143
5.2.2 國際性科研 143
5.2.3 小結 146
§5.3 布裡淵散射 147
5.3.1 涉及聲學聲子 147
5.3.2 涉及磁振子 149
5.3.3激發的比較 151
§5.4 布裡淵散射譜儀 152
§5.5 布裡淵散射中的物理問題 153
5.5.1 布裡淵方程與半波長光柵 153
5.5.2 布裡淵散射與布拉格散射物理聯繫 154
5.5.3 氣體、液體的布裡淵散射 154
§5.6 布裡淵散射譜 154
5.6.1 海水 154
5.6.2 固態氫 155
5.6.3 有機玻璃加壓、卸壓 155
5.6.4 非晶硅準周期超晶格 156
5.6.5 塊狀鐵磁振子 157
5.6.6 鐵、鎳多層結構 157
5.6.7 鐵、藍寶石超晶格 158
5.6.8 非互易性的說明 159
§5.7 超高分辨布裡淵譜儀 159
5.7.1 超高分辨布裡淵譜儀的原理構造 159
5.7.2 外采集光路配置 160
5.7.3 階梯光柵 160
5.7.4 階梯光柵與刻痕光柵的異同 161
5.7.5 輸出狹縫S4光強分布 162
5.7.6 譜峰半高寬隨狹縫寬度的變化 162
5.7.7 對比度隨頻移Δv的變化 163
§5.8 布裡淵散射與拉曼散射的比較 164
參考文獻 164
第6章 拉曼激光、光的自旋霍爾效應 166
§6.1 引言 166
§6.2 拉曼激光[23-27] 166
6.2.1 物理意義 166
6.2.2 拉曼放大 167
6.2.3 拉曼激光產生 167
6.2.4 拉曼激光的抽取 168
6.2.5 拉曼激光泵浦脈衝與連續波的相互作用 172
6.2.6 實驗結果及其分析 174
6.2.7 拉曼激光的激發材料 178
6.2.8 拉曼激光的應用 179
6.2.9 結論 179
§6.3 光的自旋霍爾效應 180
6.3.1 產生光自旋霍爾效應的條件 180
6.3.2 英伯特-費德諾夫位移和弱測量 181
6.3.3 觀察自旋霍爾效應的四端結構 183
6.3.4 量子自旋霍爾效應 184
§6.4 整形過的光波能穿越不透明材料 189
6.4.1 聚焦後的光 190
6.4.2 聚焦後透射光強度分布 190
6.4.3 散發更多的光 191
參考文獻 192
彩圖
