Study of broadband multimode light via non-phase-matched sum frequency generation
Study of broadband multimode light via non-phase-matched sum frequency generation
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通过非相位匹配和频产生宽带多模光的研究
DOI：
10.1088/1367-2630/ab0a7c
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发表时间：
2019
影响因子：
3.3
通讯作者：
Maria Chekhova
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Denis Kopylov;Kirill Spasibko;Tatiana Murzina;Maria Chekhova
我们提出了非相位匹配和频产生（SFG）作为表征宽带多模光的方法。在这种情况下，中心波长和带宽都不受相位匹配条件的限制。作为一个例子，我们考虑了通过高增益参量下转换（PDC）产生的亮压缩真空（BSV）。在BSV的SFG谱中，我们观察到相干峰和非相干背景。我们发现，它们的宽度之比等于BSV中的频率模式的数量，在低增益PDC的情况下，这给出了光子对的频率纠缠度。通过在非线性晶体的近表面区域产生和频，我们提高了SFG的效率，并消除了色散引起的调制，称为Maker条纹。这允许使用非相位匹配的SFG作为波长无关的自相关器。此外，我们证明了有效的非相位匹配的宽带多模光的三个和四个频率的总和，几乎不可能在相位匹配。我们发现，后者包含的相干峰，而前者没有。
We propose non-phase-matched sum frequency generation (SFG) as a method for characterizing broadband multimode light. Both the central wavelength and the bandwidth are in this case not limited by the phase matching condition. As an example, we consider bright squeezed vacuum (BSV) generated through high-gain parametric down conversion (PDC). In the spectrum of SFG from BSV, we observe the coherent peak and the incoherent background. We show that the ratio of their widths is equal to the number of frequency modes in BSV, which in the case of low-gain PDC gives the degree of frequency entanglement for photon pairs. By generating the sum frequency in the near-surface region of a nonlinear crystal, we increase the SFG efficiency and get rid of the modulation caused by chromatic dispersion, known as Maker fringes. This allows one to use non-phasematched SFG as a wavelength-independent autocorrelator. Furthermore, we demonstrate efficient non-phase-matched three-and four-frequency summation of broadband multimode light, hardly possible under phase matching. We show that the latter contains the coherent peak while the former does not.
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