研究目的
研究强非简并自发参量下转换过程中信号光子与闲频光子的频率-角度特性，同时考虑吸收、热涨落及多模效应。
研究成果
空间限制会增加闲频光子的角发散；吸收均匀影响各模式下的参量转换系数；热涨落与量子涨落对信号光和闲频光输出的影响不同，损耗因子通过吸收系数的符号变化相互关联。
研究不足
该研究为理论性研究，未包含实验验证；假设了低增益近似和特定晶体特性；忽略了高阶效应及潜在的实验不确定性。
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通过自发参量下转换产生光学信号光子和太赫兹闲频光子
DOI：10.1103/PhysRevA.98.063844
期刊：Physical Review A
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要：
在强频率非简并条件下，不采用傍轴近似，研究了自发参量下转换产生的信号光子与闲频光子的频率-角向特性，其中考虑了非线性晶体中闲频波可能存在的固有吸收、经典热场涨落以及泵浦光束横向空间限制引发的参量相互作用多模特性。研究表明，空间限制会导致太赫兹频段闲频光子产生角向发散度急剧增大。我们获得了非线性光学太赫兹波探测器频率-角向灵敏度函数的普适表达式，以及信号光子与闲频光子通量的功率密度公式。分析表明：对于所有活跃的闲频空间模式，噪声与外入射闲频辐射在参量转换系数上因吸收产生的差异，可用近似相同的损耗因子描述。研究揭示了内部热噪声对输出闲频光子数的两种不同参量贡献，它们对闲频波吸收具有不同的依赖关系。通过改变吸收系数的符号可相互转化的损耗因子表达式被推导出来，这些表达式描述了信号与闲频通道中吸收引发的效应。结合晶体的吸收特性，分析了热场与量子场涨落在信号及闲频频率上对非线性晶体本征辐射的相对贡献。
作者：
G. Kh. Kitaeva，V. V. Kornienko，A. A. Leontyev，A. V. Shepelev
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