基于智能非线性波混频的超高增益光学微放大器设计

通过在非线性相互作用介质中混合泵浦波对输入波进行光学放大，可为多种应用提供高增益。在实际研究中，允许输入波光学放大的相互作用介质具有许多共振频率。然而，将泵浦频率调谐至产生输入波光学放大的计算开销随介质内共振频率数量的增加而增大。在此，我们提出一种基于 Fletcher-Reeves 的算法，用于具有多共振频率的微谐振腔中的参量放大。利用我们新颖的数学公式，我们在微谐振腔内对 640 THz 的输入波获得了 4.7x10^7 的增益，对 100 THz 的输入波获得了 1.5x10^8 的增益。此外，我们算法的性能通过公认的数学表达式得到验证，并在光学放大计算中达到超过 99% 的精度。据我们所知，这是首次将 Fletcher-Reeves 算法用于参量放大的研究。我们的方法可辅以设计用于高速光通信、光子电路和超快激光器等应用的光学参量放大器。