Numéro
J. Phys. France
Volume 26, Numéro 11, novembre 1965
Page(s) 655 - 658
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:019650026011065500
J. Phys. France 26, 655-658 (1965)
DOI: 10.1051/jphys:019650026011065500

The exact equation for Brillouin shifts

V. Chandrasekharan

Laboratoire des Hautes Pressions, C. N. R. S., Bellevue


Abstract
The exact equation for the Brillouin shifts is given by [FORMULA] where νi is the frequency of the incident light, θ the scattering angle, n s and ni are the refractive indices for the incident and the stcattered waves ,c tha velocity of light in vacuum, νe the velocity of the acoustic wave responsible for the scattering ; β s = ns υe/c, βi = ni υe/c. The two main additional features are the anisotropic effect for birefringent crystals discussed earlier by the author [3] and the quadratic term. In the case of isotropic crystals or liquids. [FORMULA] The quadratic term leads to unequal displacements of anti-Stokes and Stokes components corresponding to the relativistic Doppler effect but with a small dispersive term. In the case of backward scattering in diamond the quadratic Brillouin effect can be determined experimentally ; the expected shifts for longitudinal components along the [111] direction are for λ 2 537, ΔνAS = + 12.79887 cm-1, Δ νs = - 12.79370 cm-1.


Résumé
L'équation exacte des deplacements dans l'effet Brillouin est représentée par : [FORMULE] νi est la fréquence de l'onde incidente, θ l'angle de diffusion ; βs = ns ve /c, βi = ni ve/c où n s et ni sont les indices de réfraction pour l'onde incidente et l'onde diffusée, c la vitesse de la lumière dans le vide, et ve la vitesse de l'onde acoustique responsable de la diffusion. Les deux faits les plus importants sont l'effet d'anisotropie dans les cristaux biréfringents, déjà discuté par l'auteur et l'effet dû au terme quadratique. Dans le cas des cristaux isotropes et des liquides, on a : [FORMULE] Le terme quadratique conduit à des déplacements inégaux pour les composantes Stokes et anti-Stokes, correspondant à l'effet Doppler relativiste, plus un petit terme de dispersion. Pour la diffusion arrière dans le diamant, l'effet Brillouin quadratique pourrait être déterminé expérimentalement ; les déplacements prédits pour les composantes longitudinales suivant la direction [111] valent, pour λ = 2 537 Å ΔνAS = + 12,79887 cm-1 ΔvS = - 12,79370 cm-1.

PACS
78 - Optical properties, condensed-matter spectroscopy and other interactions of radiation and particles with condensed matter.

Key words
light scattering