Reservoir-controlled electromagnetically induced gratings in a weakly driven two-level medium
Abbottabad University of Science and Technology（阿伯塔巴德科学与技术大学）；P. J. Šafárik University（P.J.萨法里克大学）；Government College University（政府学院大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所）
研究弱驱动二能级介质中电磁感应光栅的传输与衍射，通过工程化量子储层（热库、压缩真空库）调控探针光响应，实现衍射效率与方向性的主动控制。
2026-06-15 physics.optics quant-ph
Coherently controlling Raman-induced grating in atomic media
我们考虑动态可控的周期性结构，称为拉曼诱导光栅，在三，四能级原子介质中，在驻波泵的拉曼相互作用。这些光栅是由于拉曼非线性的周期性空间调制，从根本上不同于基于电磁感应透明的光栅。这种光栅的透射和反射光谱可以同时放大和控制通过改变泵浦场强度。结果表明，具有拉曼增益周期性空间调制的透明介质在拉曼共振附近可以是不透明的，但同时它也可以是非线性放大镜。我们还表明，拉曼诱导光栅的光谱特性可以控制的帮助下，一个额外的弱控制场。
2015-11-26 physics.optics
Investigation of the characteristics of the dual-band electromagnetic induction transparent-like terahertz spectrum in a grating-like structure
提出了一种有望在太赫兹波段实现双波段类电磁感应透明（EIT）效应的新型结构。它可以看作是一种由双频U形谐振器组成的类光栅元件的超材料。亮模之间的近场耦合可以产生类EIT效应。在优化参数后，数值模拟结果与理论分析吻合较好。类EIT效应可以显著降低透明窗口附近的群速度，在慢光传输和光存储方面有着更大的应用潜力。
2022-01-11 physics.optics
Bragg grating rogue wave
我们推导了描述非线性光脉冲在布拉格光栅中传输的经典大质量Thirring模型的流氓波解。将电磁感应透明与布拉格散射四波混频相结合，可以在极低的功率下产生极端波。
2015-01-22 nlin.PS nlin.SI physics.ao-ph
Observation of electromagnetically induced Talbot effect in an atomic system
实验证明了在菲涅耳近场条件下，空间强度调制探测场的重复自重构所产生的Talbot效应。通过将探测光束入射到铷原子蒸气室中的光致原子晶格（由两个耦合场干涉而建立）中，在三能级$Λ$型无多普勒原子结构中形成的电磁感应光栅（EIG）中，借助于电磁感应透明（EIT），可以获得衍射的探测光束图样。基于EEG的衍射图案在整数倍Talbot长度的平面处重复自身，这与理论预测很好地一致[Appl.Phys.Lett.，98，081108（2011）]。此外，还研究了分数EIT诱导的Talbot效应。这种实验证实的相干制备原子系统中的EIT Talbot效应可能为超冷原子和分子的无透镜和无损成像铺平了道路，并进一步展示了已建立的周期光学系统的非线性/量子束动力学特性。
2016-11-29 physics.optics
Electromagnetically induced transparency in hybrid plasmonic-dielectric system
我们提出了一个等离子体-介质混合系统的银切割线对和周期性凹槽的硅光栅波导之间的对称和非对称耦合的理论和数值分析。结果表明，这两种耦合都能产生类似于量子光学现象的电磁感应透明。透射光谱显示出对称耦合的单一透明窗口。在该透明窗口附近的强正相色散导致慢光效应。然而，由于双EIT效应，透射光谱出现了用于非对称耦合的额外透明窗口，该双EIT效应源于暗模式和亮模式之间的非对称耦合共振（ACR）。更重要的是，通过与对称耦合相比，ACR的激发还与群指数从小于40到大于2500的显著改善相关联，这对应于高透明效率。该方案提供了一种替代的方式来开发用于等离子体传感、全光开关和慢光应用的系统的构建模块。
2010-11-19 physics.optics
The effect of the incident relative phase on the four-wave mixing field and the electromagnetically induced transparency
在采用双光子泵浦场的λ型系统中，可以同时产生四波混频场，从而形成闭环系统。从理论上研究了两个入射场的相对相位对产生的四波混频场和电磁感应透明的影响。结果表明，所产生的四波混频场的相位是入射相对相位与一个与入射相对相位无关的固定相位之和。因此，闭环系统的总相位与入射相对相位无关。结果表明，入射相对相位对电磁感应透明没有影响，这与由第三入射场封闭的λ型环系统的情况不同。
2004-08-11 physics.atom-ph physics.optics
Bichromatic field generation from double-four-wave mixing in a double-electromagnetically induced transparency system
基于一种新的非简并四波混频（FWM）方案，利用双电磁感应透明（double-EIT）窗口传输探测场，增强冷原子系综的三阶非线性极化率，研究了双电磁感应透明（double-EIT）和双四波混频（double-FWM）现象.两个四波混频的相位匹配条件可以同时满足。通过基态超精细分裂（3GHz），产生的双色场的一个分量的频率小于另一个分量的频率。这种特别设计的同时产生不同非线性波过程的实验方案有望在量子信息处理和交叉相位调制中找到应用。我们的结果与理论模拟吻合得很好。
2012-09-10 physics.atom-ph physics.optics
Broadband Four-Wave Mixing Enhanced by Plasmonic Surface Lattice Resonance and Localized Surface Plasmon Resonance in an Azimuthally Chirped Grating
非线性光-物质相互作用的等离子体增强可以经由共振等离子体模式的专用优化来实现，所述共振等离子体模式在光谱上匹配于特定非线性光学过程中涉及的不同波长。在这项工作中，我们研究了宽带四波混频（FWM）的产生和增强等离子体方位啁啾光栅（ACG）。ACG中的方位角变化的光栅周期性提供了良好定义的通道以在宽范围的波长上调解近场和远场。然而，在这样的平台中负责场增强的特定机制取决于由凹槽几何形状和光栅的周期性表现的效果之间的相互作用。这项工作描绘了集体贡献的凹槽几何形状相关的局域表面等离子体共振（LSPR）和结晶度相关的等离子体表面晶格共振（PSLR）在很宽的波长范围内，实现宽带FWM的增强ACG。
2022-11-12 physics.optics
Resonant properties of composite structures consisting of several resonant diffraction gratings
本文从理论上和数值上研究了由均匀层分隔的多个亚波长谐振衍射光栅组成的复合结构的谐振光学特性。使用散射矩阵形式主义，我们证明了由N个光栅组成的复合结构具有N阶的多重透射率零点。结果表明，在满足法布里-珀罗共振条件的光栅间距处，形成了（N-1）-简并束缚态。严格的数值模拟结果充分证实了理论预测的复合结构中的多个零点和BIC的形成。在BIC附近，观察到与电磁感应透明非常相似的效应。我们表明，通过适当选择的光栅分离的层的厚度，几乎矩形的反射率或透射率的陡峭的斜坡和几乎没有旁瓣的峰值可以得到。特别地，所提出的示例之一证明了获得具有显著亚纳米宽度的近似矩形透射率峰的可能性。所提出的结果可以在光学滤波器、传感器和光学微分和光信号变换器件的设计中找到应用。
2019-07-04 physics.optics
Experimental evidence of optical analogue of electromagnetically induced transparency in graphene
利用相敏泵浦-探测系统首次在石墨烯中观测到了相干布居振荡，这是一种类似于电磁感应透明的光学现象。泵浦光与探测光之间的简并四波混频改变了石墨烯粒子数振荡过程的色散和吸收，导致频率不对称的调制不稳定性增强和抑制。分析预测的非对称烧蚀孔与实验结果完全一致。
2016-04-07 physics.optics
Frequency mixing at an electromagnetically induced transparency like metasurface loaded with gas as a nonlinear element
共振超材料中的局部电磁场增强对于有效地产生非线性现象是有用的;然而，场增强被超材料中的非线性元件的损耗抑制。为了克服这个问题，我们研究了电磁感应透明类超颖表面加载气体作为非线性元件的非线性响应。为了在与放电相关联的气体中引起非线性，具有调制振幅的电磁波入射到超颖表面上。测量的波形和频谱的传输电磁波，随着从放电微等离子体的光发射，揭示了频率混合可以发生在超颖表面上。频率混合现象的转换效率的参数依赖性表明，效率几乎完全由微等离子体产生的持续时间与入射波振幅的调制周期的比率决定。这一结果意味着，频率混合是来自于由微等离子体的产生和淬灭引起的超颖表面的透射率的二元变化。
2018-11-14 physics.optics physics.plasm-ph
Subwavelength Photorefractive Grating in a Thin-Film Lithium Niobate Microcavity
该研究在薄膜铌酸锂微腔中利用光折变效应和泵浦驻波空间相位调制，光学诱导出可重构的亚波长光折变光栅，实现了类似EIT的模式分裂、后向二次谐波产生的一阶准相位匹配及自由空间到芯片的垂直非线性频率转换。
2024-02-14 physics.optics
Low-power optical bistability in $\mathcal{PT}$-symmetric chirped Bragg gratings with four-wave mixing
这篇文章的中心主题是分析在具有增益和损耗的非均匀光栅结构中引入克尔非线性的四波混频或调制的有用性。为此，我们提出了一个非均匀的系统，其中的$\mathcal{PT}$对称光栅的非线性调制。事实证明，只有假设非线性及其相关调制项是自散焦项，所提出的方案才能取得成果。为了降低操纵所需的强度，啁啾的符号被取为负，并且工作光的波长被认为高于布拉格波长。除了这些设置之外，从器件的后端发射光还将临界强度显著降低到0.015（大约）的值，这一定是在非线性$\mathcal{PT}$对称光栅的背景下报道的最低切换强度。即使在两个光入射方向的非线性指数的调制的公司中，在破坏的$\mathcal{PT}$对称制度中的斜坡状稳定状态也占上风。
2022-01-03 nlin.PS physics.optics
Exchange of optical vortices using an electromagnetically induced transparency based four-wave mixing setup
提出了一种利用电磁感应透明（EIT）现象在一对探测场和两个强度较大的控制场共同作用下的四能级双$Λ$原子-光耦合系统中实现光涡旋交换的方案.我们研究了一个控制场携带光涡旋，另一个控制场没有光涡旋的情况下光与物质的相互作用。我们表明，涡旋控制光束的轨道角动量（OAM）可以通过四波混频（FWM）过程转移到产生的探测场，而无需打开和关闭控制场。这种OAM传输机制比双三角架方案简单得多，在双三角架方案中，只有当两个控制场携带相反螺旋度的光学涡旋时，才有可能交换涡旋。然后计算在这种OAM交换期间出现的损失。结果表明，单光子失谐量在减小损耗方面起着重要的作用。得到了使探测光场强度最大而损耗最小的最佳单光子失谐量的近似解析表达式。研究了相位失配对光涡旋交换的影响。我们表明，在相位失配的存在下，光学涡旋的交换仍然可以是有效的。
2018-07-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Light storage based on four-wave mixing and electromagnetically induced transparency in cold atoms
我们在冷原子系综中进行了一个实验，观察了通过双λ组态离轴四波混频（FWM）过程产生的探测光场和闲频光场的存储。详细分析了其物理基础，发现在泵浦光没有单光子失谐的情况下，恢复的闲频光场来自两部分：第一部分来自原子的集体自旋（输入探测光场、耦合光场和泵浦光场通过四波混频产生闲频光场，然后通过电磁感应透明存储闲频光场）;第二部分来自于在恢复过程中产生的新的四波混频过程（恢复的探测场、耦合场和泵浦场组合以产生新的四波混频信号）。如果抽运光脉冲存在单光子失谐，则回收的闲频光主要来自第二部分。当外加均匀磁场时，两个场呈现出相同振荡周期的阻尼振荡，这是由Larmor自旋进动引起的。我们还首次实验性地实现了四波混频光图像的存储和检索。其中，图像被添加到输入信号中。在存储之后，恢复的闲频光束和输入信号携带相同的图像。这种图像存储技术在图像处理、遥感和量子通信等领域有着广阔的应用前景。
2013-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Brillouin-enhanced four-wave mixing with optical chiral states
本文利用拓扑选择性布里渊效应，在扭曲光子晶体光纤中实现了具有光学手征态的布里渊增强四波混频，并演示了仅在泵浦光与探测光圆偏振相反时才发生的跨频率选择性信息传输。
2025-04-02 physics.optics
Efficient cascaded wavelength conversion under two-peak Stark-chirped rapid adiabatic passage via grating structures
本文利用畴反转晶体结构研究了双峰斯塔克啁啾快速绝热通道中的级联三波混频过程。我们已经实现了高效的波长转换，这可以在直观的顺序和反直观的顺序进行。降低了对晶体的要求，提高了结构设计的灵活性。当转换波长固定时，增加两个峰之间的耦合系数可以在保持高转换效率的同时降低中间波长的强度。与基于受激拉曼快速绝热通道的级联波长转换过程相比，双峰斯塔克啁啾快速绝热通道具有更大的转换带宽。该方案为利用柔性晶体结构获得中红外激光光源提供了理论依据。
2021-03-21 physics.optics
Active narrowband filtering, line narrowing and gain using ladder electromagnetically induced transparency in an optically thick atomic vapour
研究了在光学厚Rb原子蒸气中利用$5\rm{S}_{1/2}\rightarrow5\rm{P}_{3/2}\rightarrow5\rm{D}_{5/2}$梯形系统产生的电磁感应透明共振。我们观察到一个强大的线窄化效果和增益在$5\rm{S}_{1/2}\rightarrow5\rm{P}_{3/2}$过渡波长由于能量池辅助频率转换的特性类似于四波混频。结果，可以观察到振幅接近$100\%$且线宽为15 MHz的可调谐和可切换的透明共振。此外，大的线窄化效应允许即使在强功率展宽的存在下也能分辨$^{85}$ Rb $5\rm{D}_{5/2}$超精细结构。
2014-01-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Doubly-resonant-cavity electromagnetically induced transparency
对腔-原子系综系统进行了实验研究，实现了探测激光和控制激光均与法布里-珀罗腔共振的双共振腔增强电磁感应透明。我们展示了精确的频率操纵的混合光学原子共振，通过温度或腔长调谐。在这样的系统中，控制功率可以大大提高由于腔，和全光开关是实现了与以前的研究相比，控制激光功率低得多。本文提出了一个新的理论模型来描述自旋波与光学模之间的有效三波混频过程。有趣的非厄米物理的理论预测和实验证明。这种无需特殊腔体的双共振腔-原子系综系统可用于未来的应用，如光信号存储和微波-光频率转换。
2018-07-22 physics.atom-ph physics.optics
Theory of groove-envelope phase effects in self-diffraction
当两束激光在介质中以小角度相交时，激光感生光栅仅由少量的沟槽组成。在这种情况下，光栅的凹槽与其包络之间的相位是非线性效应的决定性参数。在这里，模型被建立用于再现已经在自衍射干涉图样中观察到的沟槽包络相位效应。四波混频导致在衍射级之间的空间区域中占主导地位的干涉，并且在横向坐标与脉冲延迟的图中具有倾斜的干涉条纹。垂直干涉条纹，直接占主导地位的衍射级，实验观察到在高强度接近损伤阈值，需要一个超越四波混频的模型。一个模型的建议，是基于光传输的变化与限制在介质中的区域小于槽间距。
2016-08-29 physics.optics
Exceptional Points of Degeneracy with Indirect Bandgap Induced By Mixing Forward and Backward Propagating Waves
我们证明了例外点的退化（EPD）获得在两个耦合波导不诉诸增益和损耗。我们表明的一般概念，模式产生的前向和后向波的适当耦合表现出EPD的顺序为2，有群速度消失。我们验证我们的洞察力，使用耦合模理论，也通过全波数值模拟光耦合到一个光栅的电介质板，当一个支持前向波，而另一个（光栅）支持后向波。我们还演示了如何实现光子间接带隙的引导系统支持一个向后和一个向前波，显示其关系的EPD的发生，并提供了一个设计过程。
2022-05-13 physics.app-ph physics.optics
Interscale Mixing Microscopy: far field imaging beyond the diffraction limit
我们提出了一个分析描述和实验实现的尺度间混合显微镜，基于衍射的成像技术，能够检测波长/10的物体在远场测量相干和非相干宽带光。该方法的目的是基于物体和有限衍射光栅产生的干涉的远场测量来恢复由亚波长物体衍射的光的空间光谱。分析多个衍射级的单个测量通常足以确定物体的参数。所提出的形式主义打开了大门，在远场的纳米级物体的光谱。
2016-04-18 physics.optics
Full spectral response of grating-induced loss in photonic crystal microrings
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland（马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（NIST/马里兰大学联合量子研究所）
本研究实验表征光子晶体微环中光栅诱导损耗的全光谱响应，识别辐射和模式转换损耗通道，为宽带非线性光子器件优化提供设计指南。
2025-05-20 physics.optics
Hybrid Graphene-Plasmonic Gratings to Achieve Enhanced Nonlinear Effects at Terahertz Frequencies
高输入强度通常需要有效地激发非线性光学效应。这个问题在太赫兹（THz）频率下特别关键，因为高输入功率THz源不可用。在太赫兹频率的增强非线性效应的演示是特别重要的，因为这些非线性机制的承诺，发挥重要作用，在新的可重构平面太赫兹非线性器件的开发和设计。在这项工作中，我们提出了一类新的非线性混合平面太赫兹器件的基础上，石墨烯覆盖的等离子体光栅表现出非常大的非线性响应。沿着石墨烯单层的电场的鲁棒局部化和增强，与石墨烯的大的非线性电导率相结合，可以导致在太赫兹频率下的增强的三次谐波产生（THG）和四波混频（FWM）非线性过程。这些有趣的非线性效应表现出非常高的非线性转换效率，并由相对较低的实际输入强度触发。此外，THG和FWM过程可以通过所提出的混合结构的尺寸、石墨烯的掺杂水平或输入强度值来显著调谐，而非线性辐射功率对激发源的入射角保持相对不敏感。所提出的非线性混合石墨烯覆盖等离子体光栅具有相对简单的几何形状，并且可以用于以有限的制造复杂度实现高效的三阶THz效应。基于所提出的混合非线性结构，我们设想了几种新的非线性太赫兹器件，如频率发生器、全光信号处理器和波混频器。这些器件有望用于非线性太赫兹光谱学、非侵入性太赫兹亚波长成像和太赫兹通信应用。
2018-12-10 physics.optics
Four wave mixing based generation and control of light pulse
提出了一种在N型非均匀展宽~（85）Rb原子系统中产生和控制简并四波混频（FWM）信号的有效方案。我们观察了在电磁感应透明条件下产生的四波混频信号随探测脉冲的传播动力学。FWM信号克隆了探测脉冲的时间形状，并在不改变其形状和强度的情况下穿过介质。我们还表明，一个依赖于时间的控制字段允许这些光信号的存储和检索，而不会失去他们的身份。这项工作使我们能够产生、控制、存储和检索任意形状的四波混频信号。
2018-10-22 physics.optics quant-ph
Low-Loss High-Fidelity Frequency-Mode Hadamard Gates Based on Electromagnetically Induced Transparency
分束比为0.5或1的频率分束器（FBS）可以用作频率编码光子量子比特的频率模式阿达玛门（FHG）或用作光子频率上转换或下转换的量子频率转换器（QFC）。以往的工作表明，所有的FHG或QFC在单光子水平上的总效率或输出-输入比约为50%或更低，在本工作中，我们的FHG和QFC是基于双$Λ$电磁诱导透明方案的四波混频过程。我们实现了90 $\pm$ 4%的FGH和84%的QFC使用相干态单光子，这两个是最好的最新记录的总效率。为了测试FBS的保真度，我们提出了一种新的量子过程层析成像的HOMI方案。由FHG的HOMI的$g^{(2)}$测量值指示的保真度为0.99 $\pm$ ± 0.01。这种低损耗、高保真度、分光比可调的FHG和QFC或FBS可以在长距离量子通信中产生有用的操作或器件。
2019-08-14 physics.optics quant-ph
Modulational instability in $\mathcal{PT}$-symmetric Bragg grating structures with four-wave mixing
本研究针对含四波混频的PT-对称光纤布拉格光栅，分析其调制不稳定性动力学，发现色散曲线双环结构、独特倾斜双锥MI谱，并探究多参数在不同色散与PT对称区域的影响。
2024-11-02 math-ph math.MP nlin.PS
Suppression of the four-wave mixing amplification via Raman absorption
我们提出了一种方法来可控地抑制四波混频的影响所造成的强控制光场耦合到两个光学跃迁的$Λ$系统的电磁感应透明的条件下。在足够高的原子密度下，该过程导致弱光信号场的放大，这对于任何基于EIT的量子信息应用的保真度都是有害的。在这里，我们表明，一个额外的吸收共振中心周围的空闲场频率，在这样的四波混频过程中产生的，可以有效地抑制不需要的信号放大，而不影响EIT相互作用的属性。我们讨论了在其他Rb同位素中使用双光子拉曼吸收共振产生这种可调谐吸收的可能性，并给出了一些初步的实验结果。
2015-09-29 physics.optics quant-ph
Fast-light Assisted Four-Wave-Mixing in Photonic Bandgap
由于前向波和后向波相互耦合，并且在光子带隙中形成没有能量净传播的驻波，因此基本物理常识是，任何与波传播相关的效应（包括四波混频（FWM））都被认为是不可能的。然而，我们在此着重说明，在特定情况下，这一常识是可以被打破的。在这篇文章中，我们报告了第一个实验观察到的能量转换的光子带隙到其他通道通过四波混频。由于光子带隙中的快光效应对相位的操控，我们设法达到相位匹配的条件，从而产生了四波混频，有效地将能量转移到光子带隙之外的其他通道。作为一维光子晶体，分别对光纤布拉格光栅（FBG）在有快光和无快光时的光子带隙进行了模拟，观察到FBG光子带隙中的四波混频增强。实验结果与理论分析吻合较好。
2014-12-25 physics.optics
Low-light-level four-wave mixing by quantum interference
我们观察到电磁诱导的相干性为基础的四波混频（FWM）在脉冲制度在低光水平。采用峰值强度约为80 μW/cm ^2的驱动激光脉冲，对应于每个原子截面约60个光子的能量，在冷~（87）Rb原子的四能级系统中观察到3.8（9）%的四波混频转换效率。实验数据与Harris和Hau [Phys. Rev. Lett. 82，4611（1999）]显示了良好的一致性。此外，当使用约1.8 mW/cm^2的驱动激光强度应用该方案时，证明了46（2）%的高转换效率。根据我们的理论预测，这种四波混频方案可以实现近100%的转换效率时，使用的光深度为500的稠密介质。
2014-02-07 physics.optics quant-ph
Direct observation of the enhanced photonic spin Hall effect in a subwavelength grating supporting surface plasmon resonance
本研究利用光学弱测量在支持表面等离子体共振（SPR）的亚波长镍光栅中直接观测到增强的面内光子自旋霍尔效应（PSHE），实现高纯度自旋分离，为偏振敏感应用提供基础。
2024-12-02 physics.app-ph physics.optics
Two symmetric four-wave mixing signals generated in a medium with anomalous refractive index
本文报道了在铷蒸气中产生的两个对称简并四波混频信号的实验和理论结果。这两个非线性信号是由两个几乎同向传播的激光束引起的，具有$\vec{k}_{a}$和$\vec{k}_{b}$波矢，并且在$2\vec{k}_{a}-\vec{k}_{b}$和$2\vec{k}_{b}-\vec{k}_{a}$方向上同时检测。在每个方向上，我们观察到一个单一的峰值时，两个光束被调谐到封闭的过渡$^{85}$ Rb $~5S_{1/2} (F=3) \rightarrow 5P_{3/2} (F=4)$。激发光谱揭示了两个峰之间的小的频率分离，这是解释时，考虑到传播效应。此外，我们的理论分析表明，只有当相干效应，如电磁感应吸收，得到正确的描述的频率位置的每个峰。
2020-05-30 physics.atom-ph physics.optics
Efficient transverse multi-wave interactions up to six-wave mixing in a high-Q lithium niobate microresonator
本研究针对高阶非线性光学过程的相位匹配和弱极化率限制，利用单个CW泵浦下铌酸锂微谐振器中双向SRS生成的SPGs实现宽带相位匹配补偿，首次演示单泵浦横向SFG（590%/W）及四至六波混频，推动非线性集成进展。
2025-02-11 physics.optics
Frequency-tunable biphoton generation via spontaneous four-wave mixing
本文实验研究在SFWM中利用失谐耦合场调控双Λ方案的EIT效应以调谐双光子频率，分析配对比下降及其功率补偿机制，并揭示相位失配导致的蓝、红失谐波包时间轮廓差异。
2024-12-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Programmable spectral phase transfer to the ultraviolet by gas-filled-fibre four-wave mixing
University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University（斯坦福大学SLAC国家加速器实验室）；California NanoSystems Institute（加州纳米系统研究所）
本文提出利用气体填充空心毛细纤维四波混频技术，将近红外的编程光谱相位转换至紫外区，展示了在不依赖窄带泵浦的情况下，实现紫外脉冲形变的可行性，并验证了两种非平凡相位模式的转换。
2026-03-20 physics.optics
Quantum frequency conversion based on resonant four-wave mixing
量子频率转换（QFC）是光子量子信息科学中的一项关键技术，它要求频率转换后的光子除颜色外，其量子特性必须与输入光子相同。在非线性光学中，远离共振条件的混频效应可以有效地防止真空场库对转换光子的量子态的破坏，因此常被用来实现QFC。在远离共振的条件下，实验通常需要强泵浦光来产生大的非线性相互作用，以实现高效的QFC。然而，强泵浦光经常通过自发拉曼或参量转换过程产生额外的噪声光子。在此，我们从理论上研究了另一种基于共振四波混频系统的高效QFC方案。由于电磁感应透明（EIT）效应，这种谐振QFC方案在低光强下可以极大地抑制真空场噪声，从而使转换后的光子能够高保真地继承输入光子的量子态.我们的研究表明，如果EIT基QFC的转换效率接近100%，转换光子的波函数和正交方差几乎与输入探测光子相同。
2020-12-08 physics.optics quant-ph
FWM in One-dimensional Nonlinear Photonic Crystal and Theoretical Investigation of Parametric Down Conversion (Steady State Analysis)
对一维光子晶体中的四波混频非线性过程进行了数值模拟。线性和非线性折射率近似与第一傅立叶谐波项。在此基础上，给出了一套完整的耦合波方程，包括泵浦场的损耗，用以描述周期结构的四波混频过程和泵浦波到信号波和闲频波的转换效率。导出的耦合波方程进行了数值计算。研究了系统参数对四波混频性能的影响。所得到的关系式适用于描述波分复用（WDM）光信号通过与光纤通信兼容的（参量过程）非线性光纤布拉格光栅的传输。
2006-04-27 physics.optics
Coupled-mode theory for microresonators with quadratic nonlinearity
我们使用麦克斯韦方程组推导出几个模型描述的多模基波场和它的二次谐波的相互作用在一个环形微谐振器与二次非线性和准相位匹配。我们演示了如何多模三波混频总和进入非线性偏振响应可以通过傅立叶变换的产品的字段包络计算。具有任意轮廓的准相位匹配光栅无缝地纳入我们的模型。我们还介绍了几个层次的近似允许考虑色散的非线性系数，并演示了如何耦合模方程可以减少到信封Lugiato-Lefever方程与自陡项。在不完全相位匹配的情况下，对$χ^{(2)}$引起的级联克尔非线性的估计使其高于本征克尔效应几个数量级。
2020-07-06 physics.optics
