합계주파수생성

SFG(Sum-Frequency generation, SFG)는 각도 주파수 $\omega _{1}$ $\omega _{1}$ {\ $displaystyle \omega_{$ $\omega _{2}$ } 및 $\omega _{2}$ 2 {\ $displaystyle \omega_{2$ }에서 2개의 입력 광자를 소멸하는 것을 기반으로 하는 2차 비선형 광학 공정이며, 동시에 $\omega _{2}$ 주파수 $\omega _{3}$ $\omega _{3}$ ${\$ 에서 광자가 생성된다 $\omega _{3}$ .^[1]비선형 광학에서 2차 순서 $\chi ^{(2)}$ ( $\chi ^{(2)}$ ){\ $displaystyle$ \chi ^{( $2)}$ 현상과 $\chi ^{(2)}$ 마찬가지로, 이는 빛이 물질과 상호작용하는 조건, 즉 비대칭(예를 들어 표면과 인터페이스)에서만 발생할 수 있으며, 빛은 매우 높은 강도(일반적으로 펄스 레이저로부터)를 갖는다.Sum-frequency 발생은 "모수적 과정"으로 광자가 에너지 절약을 만족시켜 다음과 같은 문제를 변경하지 않는다.^[2]

\hbar \omega_{3}=\hbar \omega_{1}+\hbar \omega_{2

제2화합세대

섬주파 생성의 특수한 경우는 2차 고조파 발생으로, $\omega _{1}=\omega _{2}$ $\omega _{1}=\omega _{2}$ = $\omega _{1}=\omega _{2}$ $\omega _{1}=\omega _{2}$ ${\$ 실제로 실험물리학에서는 이것이 가장 일반적인 형태의 섬주파 생성이다.2차 고조파에서는 입력 광선이 하나만 필요하지만 Ω 1 $\omega _{1}\neq \omega _{2}$ ${\$ 2}}인 경우 $\omega _{1}\neq \omega _{2}$ 2개의 동시 빔이 필요하기 때문에 배열하기가 더 어려울 수 있기 때문이다.실제로 "섬주파 생성"이라는 용어는 일반적으로 $\omega _{1}\neq \omega _{2}$ $\omega _{1}\neq \omega _{2}$ $\omega _{1}\neq \omega _{2}$ ${\$ }}인 덜 일반적인 경우를 가리킨다 $\omega _{1}\neq \omega _{2}$

위상 매칭

합계 주파수 생성이 효율적으로 발생하려면 위상 매칭이라는 조건이 충족되어야 한다.^[3]

\hbar k_{3}\대략 \hbar k_{1}+\hbar k_{2

여기서 $k_{1},k_{2},k_{3}$ $k_{1},k_{2},k_{3}$ , $k_{1},k_{2},k_{3}$ $k_{1},k_{2},k_{3}$ , $k_{1},k_{2},k_{3}$ $k_{1},k_{2},k_{3}$ ${\$ 는 세 파동이 매개체를 통해 이동할 때 각도를 이루는 배관공이다 $k_{1},k_{2},k_{3}$ .(이 방정식은 운동량 보존을 위한 방정식과 유사하다는 점에 유의하십시오.)이 조건이 점점 더 정확하게 충족될수록, 총주파수 생성은 점점 더 효율적이 된다.또한 총주파수 생성은 더 길고 긴 길이에 걸쳐 발생하므로 위상 매칭은 점점 더 정확해져야 한다.