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第十章第十章 四波混频(四波混频(FWMFWM)1.1.四波混频的起源四波混频的起源2.2.四波混频的标量理论四波混频的标量理论3.3.相位匹配技术相位匹配技术4.4.参量放大参量放大5.5.四波混频的应用四波混频的应用1.四波混频的起源 参量过程起源于光场作用下介质的束缚电子的非线性响应,即作用场与介质极化的关系不是线性的,而是包含有非线性项,其大小由非线性电极化率决定 在偶极子近似下,对各向同性介质,其二阶电极化率为零。三阶参量过程是主要的非线性过程,它涉及到四个光波的互作用,包括诸如三次谐波的产生、四波混频和参量放大等现象。 电场强度非线性极化强度真空中的介电常数 三阶极化率考虑线偏振的四个光波的电场:FWM项包括相位匹配条件,只有对特性的频率和折射率才能满足相位匹配(波矢匹配)条件;SPM和XPM项不包括相位匹配项,是自动相位匹配的。 三个光子合成一个光子 两个光子湮灭,产生两个新光子 FWM的微观解释:在量子力学术语中,一个或几个光波的光子被湮灭,同时产生了几个不同频率的新光子,且在此参量作用过程中,净能量和动量是守恒的,这样的过程就称为四波混频过程。2.四波混频的标量理论
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