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非线性光学频率转换,在非线性光学领域扮演重要的角色。在频率变换过程中,不同频率的两束光入射到非线性介质材料中,会以混频(Wave Mixing)的形式产生第三束光。当信号光与泵浦光之间满足相位匹配关系时,能够获得较高的转化效率。准相位匹配技术是目前最常见的相位匹配技术,它通过对非线性晶体进行周期性极化,来满足信号光与泵浦光之间的相位匹配条件。单次三波混频过程可以在准相位匹配条件下高效进行,但是,其所获得的闲频光的频率选择性不足,有待进一步的转化,才能得到人们所想要的相干辐射源。为此,研究人员们尝试利用多次级联的三波混频过程(Multistep Three Wave Mixing)来弥补单次三波混频过程所存在的频率选择性不足。在多次级联三波混频过程中,需要中间光作为桥梁以连接输入光和输出光,光能量必然会因为中间光的存在而产生损失。因此,寻求一种可以使级联过程中间光损失降低,以提高级联过程的转化效率的方法,变得尤为重要。为此,研究者们通过类比三能级原子系统绝热布局理论,提出了适合于二次级联频率变换的光学受激拉曼绝热通道技术,并在理论上实现了转化效率接近百分之百的高效级联绝热频率变换过程。 本文类比多能级原子系统绝热布居理论中的跨越式受激拉曼绝热通道技术,通过分析级联频率变换的耦合波方程,得到适用于三次级联频率变换的光学跨越式受激拉曼绝热通道。数值仿真结果显示,在整个转化过程中,中间光光强始终保持在极低的水平,输入光到输出光转化效率接近百分之百。最后,本文还给出了满足该绝热频率转化过程的准相位匹配晶体极化方案。三次级联绝热频率变换,不仅弥补了单次三波混频输出光的频率选择性不足,而且控制中间频率光强,大大提高了转化效率。本文所提出频率转化技术在新辐射光源的获取特别是中红外光源产生方面具有重要应用价值。