Механизмы резонансного и нерезонансного комбинационного рассеяния света (КРС) обычно рассматривают по отдельности, иногда даже противопоставляют. В  исследованиях сотрудников Физического института им. П.Н. Лебедева РАН показано, что в условиях высокой интенсивности фемтосекундного лазерного воздействия и существенной внутренней ионизации алмаза эти механизмы могут кооперироваться. 

Это выражается в том, что в силу бозонной природы оптические фононы, испускаемые по механизму электрон-фононного взаимодействия реальными (в зоне проводимости) или виртуальными (в запрещенной зоне) носителями, выступают затравочными для параллельного процесса, ускоряя его. Данный эффект применён для высокочувствительной внутриимпульсной in situ КРС-диагностики электронной и решеточной динамики вещества в фокальной области в объеме алмаза.

В зависимости от энергии фемтосекундного лазерного импульс уже в пределах его длительности наблюдаются электронное сжатие (>2 ГПа) и сильный квази-нагрев решётки (>1200 K), потенциально связанный со сверхбыстрым разупорядочением материалов.

Обнаруженные новые физические эффекты могут быть использованы для усиления спонтанного или вынужденного КРС, а также высокочувствительной внутриимпульсной in situ КРС-диагностики электронной и решёточной динамики вещества в фокальной области в объеме твёрдых прозрачных диэлектриков.

На рисунке — вид синтетического Ib-алмаза в белом свете и фотолюминесценция при возбуждении 220 нм. Эмиссия алмаза под действие фемтосекундных лазерных импульсов (525 нм, 200 фс), схема измерений. Спектры стоксовой компоненты эмиссии в зависимости от энергии импульсов, нормированная на энергию интенсивность пика оптического фонона первого порядка (Raman I) для Ib и IIa-алмазов. Схема межзонного фотовозбуждения с резонансным испусканием оптического фонона и нерезонансного комбинационного рассеяния на таком фононе. Зависимости частоты и полуширины полосы (времени жизни) оптического фонона в зависимости от энергии импульсов, оценка эффективной температуры решетки по Клеменсу.

Источник: ФИАН.