快光慢光的產生原理及羣速度相速度的定義

  首先說兩個物理名詞的含義,相速度跟羣速度。

  相速度,其推導過程如下:


圖1

  相速度並不能測量,他的物理意義僅僅代表光入射到介質中後波長變長的一種現象,除此之外並沒有其他特殊的物理含義。


  羣速度,其推倒過程如下:                   

                                       

圖2


  羣速度定義爲單色光脈衝在介質中傳播時脈衝峯值傳播的速度(其中的峯值指的是時間軸上的峯值,其可以理解爲相位相同的各個平面波的相干疊加,因此峯值時刻的光波相位相同可以忽略因而巧妙的避開了相位這樣一個因素從而定義了羣速度)。


  通過以上兩個物理參數的定義在圖2 中我們可以看到在羣速度的定義中會出現快光與慢光的產生機理。


圖3

  此處快慢光的理解應該結合它的定義,由於羣速度的定義導致了快慢光的存在,當圖2中的微分項遠小於負的n0(w)時,可以理解爲一羣人行走在越來越窄的路(吸收介質)上這樣整個人羣密集部位(峯值部位)就會越來越往後這樣也就實現了慢光的情況。而當圖2中的微分項介於0和負的n0(w)時,會出現快光現象。

  圖3爲單吸收峯的情況下產生快慢光效應,在這裏可以拓展一下,當吸收峯有兩個並且很接近的時候也可以得到快慢光的效應具體可以通過上述原理推倒。


圖4

  圖4則是產生慢光的圖樣。

  

  以上圖解均需要參考圖2中的公式推倒,結合公式理解問題。

  

  以上所寫內容是根據聽郝光生老師所講的課加上自己理解所整理的內容。在課上還學到了所有的散射種類都可以產生受激散射,受激散射的性質與激光類似具有高單色性,高光子簡併度,具有閾值。但是所有的受激散射都需要光做激勵源。

  在此也對《強光光學》作者郝光生老師表示衷心的感謝。(以下爲老師的簽字作爲留念)


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