Вимушене розсіяння світла, розсіяння світла в середовищі, обумовлене зміною руху вхідних в її склад мікрочасток (електронів, атомів, молекул), що відбувається як під впливом падаючої світлової хвилі, так і самого розсіяного випромінювання. Розрізняють вимушене комбінаційне розсіяння (ВКР), що відбувається за участю або внутрішньомолекулярних коливань атомів, або обертанні молекул, або рухів електронів усередині атомів; вимушене розсіяння Мандельштама — Бріллюена (ВРМБ), в якому беруть участь пружні зсуви молекул (тобто звукові або гіперзвукові хвилі); вимушене розсіяння світла на полярітонах (зв'язаних коливаннях молекул і електромагнітного поля) і т.д. Ст р. с. спостерігається в твердих тілах, рідинах і газах.
Якщо інтенсивність падаючого світла невелика, в середовищі відбувається спонтанне розсіяння світла, при якому зміна руху мікрочасток відбувається лише під впливом поля падаючої хвилі. Інтенсивність розсіяного світла при цьому мала (у 1 см 3 10 -8 —10 -6 від інтенсивності падаючого світла), а його частота w¢ відрізняється від частоти падаючого світла на величину Dw, рівну частоті коливань мікрочасток (див. Комбінаційне розсіяння світла, Мандельштама — Бріллюена розсіяння ).
При дуже великій інтенсивності падаючого світла в середовищі виявляються нелінійні ефекти (див. Нелінійна оптика ). На її мікрочастки діють не лише сили з частотами падаючого w і розсіяного w¢ випромінювань, але також сила, що діє на різницевій частоті Dw, тобто на частоті власних коливань мікрочасток що приводить до резонансного збудження коливань. Розглянемо це на прикладі вимушеного комбінаційного розсіяння за участю внутрішньомолекулярних коливань атомів. Під впливом сумарного електричного поля падаючого і розсіяного світла молекула поляризується, у неї з'являється електричний дипольний момент, пропорційний сумарній напруженості електричного поля падаючої і розсіяної хвиль. Потенційна енергія атомних ядер при цьому змінюється на величину пропорційну твору дипольного моменту на квадрат напруженості сумарного електричного поля. Внаслідок цього зовнішня сила, що діє на ядра, містить компоненту з різницевою частотою Dw, що викликає резонансне збудження коливань атомів. Це, у свою чергу, приводить до збільшення інтенсивності розсіяного випромінювання, що знов підсилює коливання мікрочасток, і т.д. Таким чином саме розсіяне світло вимушує (стимулює) подальший процес розсіяння. Саме тому таке розсіяння називається вимушеним (що стимулює). Інтенсивність розсіяного світла може бути порядку інтенсивності падаючого.
Збудження внутрішньомолекулярних коливань при вимушеному комбінаційному розсіянні (гіперзвуку при ВРМБ і т.д.) відбувається в тих випадках, коли Ст р. с. протікає в речовині, стан якої близько до рівноважного. При цьому частота w¢ розсіяного світла виявляється менше частоти w падаючого випромінювання: w = w — Dw (стоксов процес). Проте при Ст р. с. можливо не лише збудження руху мікрочасток, але і його придушення, якщо первинний стан речовини не є рівноважним. При цьому = w + Dw (антистоксовий процес).
Якщо при Ст р. с. розсіяне випромінювання виходить з розсіюючого об'єму без віддзеркалень від його кордонів, то розсіяне світло, як і в разі спонтанного розсіяння світла, є некогерентним (див. Когерентність ), а кутовий розподіл розсіяного світла залежить від форми розсіюючого тіла, наприклад, для подовжених форм розсіяне випромінювання зосереджене головним чином уздовж його осі. Якщо ж розсіююче тіло поміщене в оптичний резонатор, то в результаті багатократних віддзеркалень розсіяного світла від дзеркал в резонаторі формується когерентне випромінювання на частоті розсіяння w¢ (це досягається лише при значеннях інтенсивності падаючого світла, що перевищують деяке порогове значення). Спрямованість розсіяного випромінювання в цьому випадку визначається конфігурацією резонатора.
Оскільки при Ст р. с. інтенсивності падаючого і розсіяного випромінювань великі (10 6 —10 9 Вт/см 2 ), то незрідка в речовині одночасно с В. р. с. виявляються і інші нелінійні ефекти, наприклад, параметричні процеси, що приводять до появи випромінювання з цілим набором нових частот w n = w + n Dw, де n = ±1, ±2, ±3... ( мал. 1 ). Компоненти з n ³ 1 називаються антистоксовими компонентамі, а з n £ —2 — вищими стоксовимі компонентамі. Випромінювання цих компонент після виходу з рассєївателя відбувається переважно уздовж поверхонь конусів з різними (для різних компонент) малими кутами (1—10°) при вершинах. У ізотропному середовищі осі всіх конусів збігаються з напрямом розсіюваного променя. У кристалах ці конуси можуть мати різну орієнтацію і кожна компонента може випромінюватися в двох конусах. На фотоплівці, розташованій за досліджуваним зразком перпендикулярно минулому променю частоти w, утворюються кільця, відповідні різним компонентам Ст р. с. ( мал. 2 ).
Оскільки інтенсивність розсіяного світла при Ст р. с. може бути порядку інтенсивності падаючого випромінювання, то розсіяне випромінювання, у свою чергу, може стати джерелом Ст р. с. Розвиток цього процесу може також привести до виникнення цілого ряду компонент, частоти яких збігатимуться з параметричними частотами w n . Проте по інших властивостях вони істотно відрізняються від параметричного випромінювання. Інколи в речовині одночасно виникають два (або більше) види Ст р. с., що впливають один на одного.
Ст р. с. використовується для ефективного перетворення інтенсивного випромінювання лазера у випромінювання з більшою яскравістю і іншими характеристиками; для збудження інтенсивного гіперзвуку і інших видів руху мікрочасток; для вивчення мікроструктури речовини.
Літ.: Лугове Ст Н., Введення в теорію вимушеного комбінаційного розсіяння, М., 1968; Старунов Ст С., Фабелінський І. Л., Вимушене розсіяння Мандельштама — Бріллюена і вимушене розсіяння ентропії (температурне) світла, «Успіхи фізичних наук», 1969, т. 98, ст 3; Зельдовіч Би. Я., Собельман І. І., Вимушене розсіяння світла, обумовлене поглинанням, там же, 1970, т. 101, ст 1.
