Brillouin-Streuung

Brillouin-Streuung

 

[brij'wɛ̃-], von L. Brillouin u. a. vorausgesagte und 1930 nachgewiesene, auf der Streuung von Licht an Schallquanten (Phononen) in Festkörpern und Flüssigkeiten, d. h. als Folge der Wechselwirkung der elektromagnetischen mit hoch- und höchstfrequenten Schallwellen (Akustooptik) der Frequenz Ω , beruhende physikalische Erscheinung: Im Streulicht treten neben der Linie mit der Frequenz ω des Anregungslichts (Rayleigh-Streuung) noch zwei (in Festkörpern auch mehrere, da neben longitudinalen auch transversale Schallschwingungsmoden angeregt werden können) schwache Brillouin-Linien mit den Frequenzen ω ± Ω auf. Die Brillouin-Streuung steht in engem Zusammenhang zum Raman-Effekt, bei dem Phononen der optischen Zweige angeregt werden. Sie wird zur Bestimmung von Schallgeschwindigkeiten und in der Festkörperphysik zur Untersuchung von Phononen und Exzitonen benutzt. Da die Frequenzverschiebung bei der Brillouin-Streuung (typisch etwa 3 · 10¹⁰ Hz) sehr klein im Vergleich zur Frequenz des sichtbaren Lichts (10¹⁴ — 10¹⁵ Hz) und die Streuwahrscheinlichkeit äußerst gering ist, wird als Lichtquelle ein Laser und für die Analyse des Streulichts ein Spektrometer mit hoher Auflösung und starkem Kontrast (z. B. ein Fabry-Interferometer) benötigt, um die schwachen Brillouin-Linien nachzuweisen.