[发明专利]实现不同阶次多波混频间的共存和相互作用的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学实现方法，具体是一种实现任意能级不同阶次多波混频间的共存和相互作用的方法。

背景技术

在正常情况下，多能级原子系统的六波混频信号强度比四波混频信号强度小几个量级。特别在气体中，原子密度及非线性效应都很低，因而无法观测不同价次多波混频(六波混频和四波混频)共存的现象。到目前为止，仅有在液体或固体系统中实现不同价次多波混频共存观测的报道，还未见在气体原子或分子中实现不同价次多波混频共存的观测的报道，本专利设计研究不同阶的多波混频过程在多能级原子系统里的同时产生和共存，以及基于电磁诱导透明(EIT)的多能级原子系统高效率的多波混频之间存在的相互竞争、相互干涉，和它们在传播过程中存在的能量交换。目前还没有一种实现这些过程的方法的先例。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种实现任意能级不同阶次多波混频间的共存和相互作用的方法。本发明可以观察到以前无法观察到气体原子或分子中的不同阶次多波混频间的共存，有助于理解和设计多通道的非线性光子器件。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种实现任意能级不同阶次多波混频间的共存和相互作用的方法，包括下列步骤：

1)入射频率为ω₁的光束经过一个半波片P5和偏振分束片PBS1分为两束光，其中分出的一束水平偏振光由PBS1射出后得到频率为ω₁的k₁光束

2)首先设置入射频率为ω₂、ω₃和ω₄的三束独立的连续光或脉冲光源；并在光路上设置半波片、偏振分束片(作用是使垂直偏振光反射，使水平偏振光透射)、全反镜、复位镜、可移动的全反棱镜和凸透镜；

3)入射频率为ω₃的光束经过一个半波片P1和偏振分束片PBS4分为两束光，其中分出的一束垂直偏振光射至全反镜M1，然后由全反镜M1反射至全反镜M2再反射，并由凸透镜L1汇聚后入射至全反镜M3，经全反镜M3反射后得到频率为ω₃的k₃′光束；偏振分束片PBS4分出的另一束水平偏振光经半波片P2后变为垂直偏振光，经过凸透镜L1汇聚后入射至全反镜M3，经全反镜M3反射得到频率也为ω₃的k₃光束；

4)入射频率为ω₂的光束经过一个半波片P4和偏振分束片PBS5分为两束光，其中分出的一束垂直偏振光射至全反镜M6，然后由全反镜M6反射至全反镜M5后再反射出，经复位镜FM3反射至可移动的全反棱镜，最后先后经全反棱镜和复位镜FM2反射，并穿过凸透镜L2，汇聚后入射至全反镜M4，经M4反射后得到频率为ω₂的光束；PBS5分出的另一束水平偏振光则穿过PBS5和半波片P3后变为垂直偏振光，经过凸透镜L2，汇聚后入射至M4，经M4反射得到频率也为ω₂的k₂光束；

5)入射频率为ω₄的光束经过一个半波片P6后，由一个偏振分束片PBS3分为两束光，其中分出的一束水平偏振光穿过PBS3和半波片P7后变为垂直偏振光，入射至全反镜M7，经M7反射得到频率为ω₄的k₄光束；

6)光束和k₂光束都包含频率ω₂，其中光束比k₂光束相对延时τ₂；和k₃光束都包含频率ω₃，移动全反镜M1可改变和k₃光的相对延时τ₃。