由低频旅行波调制的光的转换与放大

电磁波在时空均被调制的介质中的行为问题数十年来已有深入研究,最近重新引起广泛关注。本文聚焦核心问题:初始频率为 $\omega_{0}$ 的光能否仅通过泵浦频率为 $\omega_{p} \ll \omega_{0}$ 的低频旅行波而实现放大?一般而言,当旅行波的相速度 $v_{p}$ 接近光的相速度 $v_{0}$ 时,调制引起的光频梳谱带宽会显著增大。然而在现实光子波导中,由于难以实现的调制强度和波导参数,放大效果微乎其微。相反,我们证明:当调制光子共振器的旅行波频率为 $\omega_{p}$ 且相速度 $v_{p}$ 远小于光的频率 $\omega_{0}$ 和相速度 $v_{0}$ 时,可实现强放大。该效应伴随多个梳线在狭窄频带内的转换。