超越临界耦合：微环谐振器中自发四波混频的最优设计考量

我们提出了一个用于微环谐振器中双光子产生的自洽解析模型。该模型涵盖了全通和添加-降下两种几何结构、相同与不同的泵浦及双光子耦合系数，以及连续波和脉冲泵浦。我们基于相互作用绘景的方法揭示了时间-频率双光子关联，同时预测了绝对产生率。在连续波激发下，我们发现泵浦和双光子的临界耦合使从微环中提取的单光子速率最大化，而泵浦的临界耦合与双光子的过耦合则使双光子速率最大化。在脉冲泵浦下，泵浦和双光子的过耦合(程度不同)使光子提取概率最大化，尽管这与光谱可分性存在权衡，我们通过对一系列耦合器组合进行参数扫描量化了这一权衡。总体而言，我们的形式体系对于集成光子源的实用设计具有重要价值，它将灵活直观的以双光子为中心的描述与同实验参数紧密相关的定量预测相结合。