10. Effets Raman non linéaires
Dans tout ce qui précède, on n'a envisagé que l'effet Raman ordinaire ou spontané, dont l'intensité varie proportionnellement à celle du rayonnement excitateur.
Cette approximation, parfaitement valable tant que l'intensité du faisceau laser reste modérée, ne suffit plus lorsqu'on envisage l'effet de lasers de grande intensité.
La focalisation du faisceau sur une faible section peut conduire à une densité photonique extrêmement élevée, en particulier en régime d'impulsions où la puissance de crête dépasse couramment le mégawatt.
Dans ces conditions ont été mis en évidence des phénomènes physiques nouveaux, qui mettent en jeu les niveaux énergétiques vibrationnels, mais dont l'intensité ne suit pas forcément une loi linéaire en fonction de celle du rayonnement incident.
Sans entrer dans le détail de l'étude de ces phénomènes, qui sort du cadre de cet article, nous citerons :
– L'effet hyper-Raman, d'intensité encore beaucoup plus faible que l'effet Raman spontané, mais qui apparaît au voisinage de la fréquence 2ν0, avec des règles de sélection différentes.
– L'effet Raman stimulé, qui est une véritable émission laser intense, à la fréquence d'une raie vibrationnelle Raman. Ce phénomène a trouvé une application dans la conversion de fréquence, qui permet de créer des faisceaux intenses cohérents dans le domaine de l'infrarouge, à partir d'un laser visible.
– L'émission cohérente anti-Stokes (C.A.R.S., coherent anti-Stokes radiation scattering ; D.R.A.S.C., diffusion Raman anti-Stokes cohérente), phénomène d'intensité élevée et qui présente un caractère directionnel lié à la cohérence, observé lorsque le milieu matériel est excité simultanément par deux faisceaux lasers, et dont la différence de fréquences coïncide avec celle d'un mode vibrationnel.
– L'effet Raman inverse, qui accompagne l'effet Raman stimulé, mis en évidence par absorption d'un fond continu.
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