用于通过第三阶频率混合和耦合长度相位匹配实现高效中红外辐射的双核光纤

通过合理设计的双核光纤，可实现基于 coupling-length phase matching（CLPM）的宽频段第三阶光非线性下转换相位匹配。通过调节两个核心之间的距离，CLPM 可实现对频率为 $\omega_2$ 的泵浆波发生或放大频率为 $\omega_3 > \omega_2$ 和 $\omega_1 = 2 \omega_2 - \omega_3$ 的两波的可调谐相位匹配。推导了一般情况下的非线性相位调制的强度相关校正。在此，发现一种特定的 CLPM 配置对相位调制不敏感，可实现泵浆注入一个核心时 100% 的理论量子收益。因此，可设计用于大幅度泵浆波长与生成波长差异的光纤频率转换器，利用相位匹配相互作用，可使用 meter 长的光纤来补偿第三阶灵敏度较低的限制。讨论了针对 1.3 和 1.55 $\mu$m 的泵浆波长，用于生成超过 2 $\mu$m 的辐射的光纤设计，适用于硅和氟化玻璃。