一种改进的Beer吸收定律及其实验验证

传统Beer定律只有在入射功率密度小于几个kW时才能准确描述介质内部的光吸收,而对于较大入射功率密度情形,由于存在受激发射和自发发发过程,使得该定律不再适用。目前已有的能够分析含有吸收、受激发射和自发发射三种过程的模型都没有得出关于吸收定律的解析表达式。为此,本文在二能级系统模型中,利用LambertW函数解速率方程,推导出了吸收定律的广义解析表达式,并分析得出该广义定律的应用判据。在入射功率密度较低的情况下,该广义吸收定律可转化为传统Beer定律。通过实验测量与数值计算的对比分析,表明该广义定律能够快速准确地描述复杂介质内部的光吸收。