相位匹配带宽 Phase-matching bandwidth

2022-11-01 11:37:15 浏览:215

定义

光学频率范围的宽度,其中某些过程(例如非线性相互作用)由于或多或少精确的相位匹配而有效。

只有当实现相位匹配时,参数非线性相互作用才能导致有效的能量交换。 从本质上讲,这意味着相互作用波之间的恒定相位关系沿传播方向保持。 由于色散,相位匹配只能在有限的带宽内实现,这与相互作用波的群速度失配有关。 例如,考虑具有角频率的光学参量振荡器ωp, ωs和ω我分别用于泵、信号和惰轮。 相位失配由波数的差异给出:

如果信号频率变化而泵浦频率恒定,则相位失配根据

第二项源于惰轮频率自动调整为修改后的信号频率。 这两个导数可以与两个波的逆群速度有关,如方程所示。 相位匹配带宽通常定义为相位失配(在器件的整个长度上累积)变化2.7831 rad的带宽。 (这对应于转换效率曲线的半宽。 对于长度为L的晶体,这意味着相位匹配带宽为

可以针对不同的条件定义修改的相位匹配带宽参数,例如,对于固定信号波长的泵浦波长变化,其中泵浦和惰轮之间的群速度不匹配发生在方程中。

有限相位匹配带宽的时域等效值是时间偏移,这从涉及群速度不匹配的事实中已经很明显。

角相位匹配带宽

有时,术语角接受带宽和角相位匹配带宽出现在文献中。 它们基本上是指可以实现关键相位匹配的传播角度范围。 角带宽与空间走开有关。

非线性光学

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