级联前向布里渊散射至所有斯托克斯阶

诸如布里渊散射等非弹性散射过程通常可以在级联状态下运行，这很可能发生在某些集成光声器件中。我们开发了一种适用于量子和经典体系的级联布里渊散射的哈密顿顿量形式。通过将布里渊散射视为单个声学包络和覆盖所有斯托克斯和反斯托克斯阶的单个光学包络的相互作用，我们得到了一个紧凑的模型，该模型非常适合数值实现、扩展以包含其他光学非线性或短脉冲，以及在量子光学领域的应用。然后，我们在理论上分析了具有和没有光学色散的任意波导中的模内前向布里渊散射 (FBS)。在没有光学色散的情况下，我们找到了精确的解析解。通过微扰方法，我们进一步求解了弱光学色散的情况。我们的工作得出了关于模内 FBS 的几个关键结果。对于可忽略的色散，我们证明了级联模内 FBS 会导致纯相位调制，并讨论了这如何需要特定的实验方法来观察基于光纤和集成的 FBS。此外，我们讨论了在这两类波导中建立起来的描述如何相互关联，以及如何与腔光力学和拉曼散射的更广泛背景相联系。最后，我们发现了 FBS 与波导阵列中离散衍射现象之间出乎意料的惊人相似性，这使得 FBS 成为未来量子光学研究的一个有趣候选者。