受激拉曼散射截面的量子力学处理

受激拉曼散射 (SRS) 在化学和光子学中发挥着日益关键的作用。最近，通过引入受激拉曼散射截面 $\sigma_{SRS}$，对 SRS 期间光与分子相互作用的理解被提升到了一个新的定量水平。对拉曼活性分子的测量揭示了有趣的见解，而理论上的考量则表明 $\sigma_{SRS}$ 与常用的自发拉曼散射截面 $\sigma_{Raman}$ 之间存在类似爱因斯坦系数的关系。然而，$\sigma_{SRS}$ 的理论基础尚不明确。在此，我们通过半经典方法和量子电动力学 (QED) 方法，对 $\sigma_{SRS}$ 提供了完整的量子力学处理。所得公式提供了从第一性原理预测实验结果的严格理论，并揭示了使 $\sigma_{SRS}$ 具有固有强响应的关键物理因素。通过该公式，我们还验证了先前报道的连接 $\sigma_{Raman}$ 与 $\sigma_{SRS}$ 的类爱因斯坦系数方程的有效性，并讨论了所有自发与受激光学过程之间的固有对称性。因此，本处理将深化对 SRS 期间分子响应的基础理解，并促进在各种实验中的定量应用。