Kein Physiker. Ich hoffe, einige konzeptionelle Probleme zu klären, die ich mit der nichtlinearen Ausbreitung von Licht durch ein Medium habe, da ich einige sehr grundlegende Konzepte zu verwechseln scheine. Insbesondere habe ich einige Zweifel bezüglich des Zwitscherns, das beispielsweise während der Selbstphasenmodulation einer Welle auftritt, die sich durch ein nichtlineares Medium ausbreitet (oder sogar chromatische Dispersion).
Hier ist mein aktuelles Verständnis: Da sich während der SPM nur der Index des Materials ändert, gibt es meiner Meinung nach keine Erzeugung von Photonen mit unterschiedlichen Frequenzen. Eine lineare Indexänderung über einen sich ausbreitenden Impuls führt jedoch eine zusätzliche lineare Phasenkomponente ein, so dass die Frequenz effektiv erhöht/verringert wird. Durch das gleiche Argument ergibt eine hinzugefügte quadratische Phasenkomponente über den Impuls hinweg ein Zwitschern über den Impuls.
Ich habe Probleme, diese beiden Dinge in Einklang zu bringen. Intuitiv denke ich, dass es nur eine Verwechslung zwischen Frequenz und Wellenlänge ist, aber ich möchte es klarstellen. Wenn ich jedoch einen Impuls messe, nachdem er sich durch ein Medium ausgebreitet hat (unter der Annahme, dass nur SPM verwendet wird), z. B. über eine Heterodyndetektion, sollte ich dann neue Frequenzkomponenten beobachten? Oder wird alternativ die Bandbreite zunehmen, wenn sie mit einem optischen Spektrumanalysator untersucht wird?
Danke
Selbstphasenmodulation erzeugt sehr wohl neue Frequenzkomponenten. Tatsächlich ist SPM einer der führenden Wege, um eine spektrale Verbreiterung zu erzeugen, bis hin zur Erzeugung von Superkontinuum.
Konkret:
Oder wird alternativ die Bandbreite zunehmen, wenn sie mit einem optischen Spektrumanalysator untersucht wird?
besonders gern. Dies ist ein alltägliches Werkzeug und ein alltäglicher Weg, um festzustellen, ob das Werkzeug richtig funktioniert.
Also, wo ist das Problem?
Da sich während der SPM nur der Index des Materials ändert, gibt es meiner Meinung nach keine Erzeugung von Photonen mit unterschiedlichen Frequenzen.
Diese Argumentationslinie funktioniert nicht wirklich. Wenn Sie an einem Photonenbild arbeiten wollen, dann ist der Kernprozess, dass zwei Photonen die ursprüngliche Frequenz haben werden "absorbiert" und sofort als zwei Photonen der Frequenz wieder emittiert , mit Abdeckung eines kleinen Kontinuums. (Dieser Vorgang wird dann immer wieder wiederholt, während sich der Impuls durch das Material ausbreitet.)
Allerdings ist es schwierig, mit diesem Photonenbild zu arbeiten und es richtig zu bestimmen – nicht zuletzt, weil SPM nur für einen Impuls mit einer ursprünglichen Bandbreite ungleich Null funktioniert. Es ist im Allgemeinen viel besser, sich an die Zeitbereichsansicht zu halten, wo die Dynamik viel klarer ist.
Lukas Martini
Emilio Pisanty