双光子差频共振增强的三阶电极化率

现在来考虑四波混频作用过程中，另外一种特殊的共振增强效应，亦即其中两参与作用的频率组分之差，与介质某一本征跃迁频率发生共振的情况，例如（ω2-ω3）≈ωto。此时，由三阶电极化率的一般表达式（18-53）出发，可求出满足这种共振条件的公式为

在多种应用场合下，常选取（ω2-ω3）≈ωto=Δωr，这里Δωr为介质的拉曼跃迁频率，这时将发生所谓拉曼共振增强的四波混频效应。式（18-93）可用来描述各种拉曼共振四波混频过程。通常情况下均采用两束不同频率的单色激光入射，其中一束较强的光称为泵浦光（频率为ωp），另一束较弱的可称为信号光（频率为ωs），则可能分别或同时观察到下面4种效应。

1）拉曼增益效应

描述这种效应的三阶电极化率表达式为

式中，ωp＞ωs，而Γr为介质拉曼跃迁的谱线宽度因子。该式的虚部表征频率较低信号光的增益，为拉曼增益光谱术的基础；实部则表征信号光频率处的折射率感应变化。

2）反拉曼（或拉曼衰减）效应

描述这种效应的三阶电极化率表达式为

式中，ωs＞ωp。该式的虚部用来表征频率较高信号光的衰减，为反拉曼增益光谱术的基础，而实部则表征信号光频率处的折射率感应变化。(www.xing528.com)

3）相干斯托克斯拉曼发射效应

描述这种效应的三阶电极化率表达式为

式中，ωp＞ωs。该式的虚部与实部同时用来表征在满足相位匹配条件下，在更低频率ω=ωs-（ωp-ωs）=ωs-Δωr处产生新相干拉曼辐射的过程。该新辐射光强正比于（ωs，-ωp，ωs）|2。这一过程是相干斯托克斯拉曼光谱学的基础。

4）相干反斯托克斯拉曼发射效应

描述这种效应的三阶电极化率表达式为

式中，ωp＞ωs。该式的虚部与实部同时用来表征在满足相位匹配条件下，在更高频率ω=ωp+（ωp-ωs）=ωp+Δωr处产生新相干拉曼辐射的过程。该新辐射光强正比于（ωp，ωp，-ωs）|2。这一过程是相干反斯托克斯拉曼光谱学的基础。