四波混频

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目前四波混频是在非线性介质中实现光学相位共轭主要采用的方法。四波混频(FWM) 为三阶非线性光学过程,四波混频信号强度与三阶非线性极化率成正比,反映媒质的共振吸收特性. 四波混频可以把可调谐相干光源的频率范围扩展到红外和紫外;在简并的情况下，四波混频可用于自适应光学的波前再现;在材料应用中，共振四波混频技术又成为非常有效的光谱检测和分析工具等。 非线性光学中，四波混频是介质中四个光波相互作用所引起的非线性光学效应，它起因于介质的三阶非线性极化。 四波混频相互作用的方式一般可分为以下三类: 一，三个泵浦场的作用情况;二，输出光与一个光具有相同模式的情况;三，后向参量放大和振荡。 通信中，四波混频(Four-Wave Mixing,FWM) 亦称四声子混合，是光纤介质三阶极化实部作用产生的一种光波间耦合效应，是因不同波长的两三个光波相互作用而导致在其它波长上产生所谓混频产物，或边带的新光波，这种互作用可能发生于多信道系统的信号之间，可以产生三倍频、和频、差频等多种参量效应。发生四波混频的原因是入射光中的某一个波长上的光会使光纤的折射率发生改变，则在不同的频率上产生了光波相位的变化，从而产生了新的波长的光波。 FWM大致上可分为两种情况:(1)三个光子合成一个光子的情况，新的光子频率ω4=ω1+ω2+ω3，这种情况是很难满足相位匹配，实现过程很难。(2)对于频率为ω1和ω2的光子湮灭，产生新的光子ω3和ω4，此过程之中能量守恒条件为ω1+ω2=ω3+ω4。相位匹配条件是Δβ=0，即ω1=ω2。因此，如有三个频距很小的ƒi, ƒj, ƒk(j?k)注入光纤时会产生频谱为ƒ=ƒi+ƒj-ƒk新光频分量。当新光频分量与信号频率重合时，将会造成信号光的功率损耗，同时引发信道间的串扰。