لیزر رامان (Raman Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر رامان (Raman Laser) :
Raman Laser نوعی لیزر است که بر پایه پدیده غیرخطی پراکندگی رامان تحریک شده (Stimulated Raman Scattering - SRS) کار می کند. در این لیزر، محیط بهره لزوما وارونی جمعیت ندارد. در عوض، یک موج پمپ با فرکانس
\[ v_p \]در یک محیط (جامد، مایع، گاز، یا فیبر نوری) منتشر می شود. در اثر برهمکنش با ارتعاشات مولکولی (فونون های نوری) محیط، یک موج جدید با فرکانس پایین تر
\[ v_s = v_p - v_R \](موج استوکس) تولید و تقویت می شود، که
\[ v_R \]فرکانس ارتعاشی محیط است. این موج می تواند در یک حفره نوری به نوسان درآید.
مکانیزم: فوتون پمپ توسط مولکول جذب شده و مولکول به یک حالت مجازی (virtual state) می رود. مولکول سپس با گسیل یک فوتون استوکس به یک حالت ارتعاشی برانگیخته (واقعی) وامی نشیند. انرژی مازاد (اختلاف انرژی پمپ و استوکس) صرف برانگیختن ارتعاشات شبکه (فونون) می شود. برای وقوع SRS، شدت پمپ باید از یک آستانه عبور کند. بهره رامان می تواند در محیط های با طول زیاد (مانند فیبر نوری) قابل توجه باشد. با قرار دادن محیط در یک حفره نوری با آینه های مناسب برای طول موج استوکس، می توان لیزر رامان ساخت.
مزایای لیزر رامان: قابلیت تولید طول موج هایی که با لیزرهای معمولی قابل دستیابی نیستند، قابلیت تنظیم با تغییر طول موج پمپ یا انتخاب طول موج استوکس با حفره، و امکان استفاده از محیط های مختلف (از جمله فیبر نوری). کاربردها: در مخابرات نوری برای تقویت سیگنال (Raman amplifiers) و تولید طول موج های جدید، در طیف سنجی، و در تحقیقات علمی. لیزرهای رامان فیبری (Raman Fiber Lasers) به طور تجاری برای تولید توان در محدوده ۱-۲ میکرون در دسترس هستند.
چالش ها: نیاز به شدت پمپ بالا، بازده محدود (در مقایسه با لیزرهای معمولی)، و رقابت با سایر اثرات غیرخطی. با وجود این، لیزرهای رامان ابزارهای مهمی برای گسترش دامنه طول موج منابع لیزری هستند.
