准周期光学超晶格激光变频效率研究

"该文基于耦合波方程，研究了准周期光学超晶格中的激光变频特性，特别是激光的倍频和和频过程在不同条件下的转换效率。作者指出，转换效率取决于耦合系数比a，并且当和频位相失配量增大时，二次谐波和三次谐波的转换效率差异减小，这对实现高效的三倍频不利。文章讨论了一维斐波那契光学超晶格结构，这种准周期结构在非线性光学中有广泛应用，提供了更多的波长变换可能性。" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要探讨了准周期光学超晶格的激光变频特性。光学超晶格，尤其是准周期结构，由于其独特的光、电特性，在光电功能材料、激光频率变换、光信号处理和光计算等多个领域有着重要的应用。一维准周期光学超晶格，如斐波那契光学超晶格，由两个基本单元A和B组成，它们按照斐波那契序列排列，这种结构的倒格矢数目比周期结构更多，因此在非线性光学过程中具有更广泛的可能性。 文章的核心是分析激光变频过程，特别是倍频和和频转换。研究人员使用耦合波方程作为理论基础，进行了数值模拟，以研究在不同匹配条件下的转换效率。当倍频过程满足准位相匹配，而和频过程不满足时，以及相反情况下的效率变化。结果显示，转换效率在小信号近似下显著依赖于耦合系数比a。此外，和频位相失配量的增加会导致二次谐波与三次谐波转换效率的差距减小，这对于高效三倍频生成是一个挑战。 通过准位相匹配技术，准周期光学超晶格可以在更广泛的波长范围内实现激光的二倍频和三倍频。而且，由于其结构特性，有可能在同一晶体中直接通过倍频和和频产生高效的三倍频输出。这样的三倍频效应对于扩展相干光源的波长范围具有重要意义。 这篇论文为理解和优化准周期光学超晶格在非线性光学应用中的性能提供了理论支持，有助于进一步开发新型的光电材料和器件。