拉曼激光器

拉曼激光器（英语：Raman laser），激光器的一种，经由拉曼效应产生。拉曼激光跟一般激光最大的不同，是拉曼激光没有居量反转现象。结合拉曼光谱学，它可以显示出它所照射区域的分子性质，被认为有可能取代传统的X光检查。

简介拉曼激光器****（英语：Raman laser），激光器的一种，经由拉曼效应产生。拉曼激光跟一般激光最大的不同，是拉曼激光没有居量反转现象。结合拉曼光谱学，它可以显示出它所照射区域的分子性质，被认为有可能取代传统的X光检查。1

原理当光线照射一个物体时，它会造成在此物体内部的原子同步震动。碰撞到这个物体的光子中，有部分光子会取得或是丧失能量，造成不同波长的光出现。将这个不同波长的光，导入一个特定装置，经过反射及碰撞，增强它的能量，就可以产生出一个同步的激光光束，这就是拉曼激光。1

研究进展2002年，UCLA研究人员利用硅芯片产生的硅光(Silicon Photonics)成功激发出拉曼激光，2004年，他们发表了第一个硅激光（silicon laser）技术。2005年二月，英特尔的研究人员展示了第二代的硅激光技术，称为连续光波硅电射（continuous wave silicon laser,CW laser），它将外部光源导入特定的硅芯片后，可以产生稳定的激光光束。因为晶体结构的组成方式，硅原子在被光子撞击时，会持续震动，因此，在硅芯片中产生的拉曼效应，是玻璃的一万倍。1

拉曼光谱学拉曼光谱学是用来研究晶格及分子的振动模式、旋转模式和在一系统里的其他低频模式的一种分光技术。拉曼散射为一非弹性散射，通常用来做激发的激光范围为可见光、近红外光或者在近紫外光范围附近。激光与系统声子做相互作用，导致最后光子能量增加或减少，而由这些能量的变化可得知声子模式。这和红外光吸收光谱的基本原理相似，但两者所得到的数据结果是互补的。

通常，一个样品被一束激光照射，照射光点被透镜所聚焦且通过分光仪分光。波长靠近激光的波长时为弹性瑞利散射。

自发性的拉曼散射是非常微弱的，并且很难去分开强度相对于拉曼散射高的瑞利散射，使得得到的结果是光谱微弱，导致测定困难。历史上，拉曼分光仪利用多个光栅去达到高度的分光，去除激光，而可得到能量的微小差异。过去，光电倍增管被选择为拉曼散射讯号的侦测计，其需要很久的时间才能得到结果。而现今的技术，带阻滤波器(notch filters) 可有效地去除激光且光谱仪或傅里叶变换光谱仪和电荷耦合元件(CCD) 侦测计的进步，在科学研究中，利用拉曼光谱研究材料特性越来越广泛。

有很多种的拉曼光谱分析，例如表面增强拉曼效应、针尖增强拉曼效应、偏极拉曼光谱等。2

居量反转居量反转（英语：Population inversion），又译为群数反转、密数反转、粒子数反转、反转分布，为一个物理学名词，在统计力学中经常被使用。居量反转即在一个系统（例如一群原子或分子）中，处在激发状态的成员数量比起处于较低能级状态的成员更多。让标准激光进入能够运作的状态的过程中，产生居量反转是一个必要的步骤，因此在激光科学中，居量反转是很重要的研究主题之一。值得注意的是居量反转不可能是热平衡的稳态解，如二能级系统中，温度极高或外场极大时的平衡态也只允许激发态与基态粒子数目相等。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所