Grenzen der Frequenzverdopplung

Grundsätzlich nein, es gibt keine Grenzen.

Insbesondere diese Art der Verkettung von Frequenzaufwärtswandlungsschritten war in der Frequenzmetrologie weit verbreitet. Denn die Hauptaufgabe der Präzisionsmesstechnik besteht darin, eine genaue Messung der Frequenz zu liefern, bei der ein atomarer Übergang emittiert, und dies muss auf die Definition der SI-Sekunde bezogen werden, die im MHz-Bereich des Mikrowellenbereichs liegt. Lange Zeit war dies nur durch eine schrittweise Übersetzung eines Mikrowellen-Frequenznormals bis zu einer beliebigen optischen Wellenlänge möglich, und dies ist tatsächlich möglich, aber es ist, wie sie sagen, etwas mühselig.

Sample-Frequenz-Upconversion-Kette, entnommen aus

Die Messung optischer Frequenzen. L. Hollberg et al. Metrologia 42 , S105 (2005) ; NIST-Ausdruck

Das ist wahrscheinlich eine gute Ausgangsreferenz, wenn Sie sich wirklich mit dem Thema befassen möchten.

Nach meinem Verständnis wurde dieses Verfahren jedoch durch die Erfindung des Frequenzkamms völlig obsolet und wird nicht mehr verwendet.

Allerdings gibt es in der realen Welt immer Grenzen. Einer davon ist, dass die optische Frequenzaufwärtskonvertierung ein nichtlinearer Prozess ist und als solcher in jeder Stufe viel Strom benötigt, damit jede Stufe funktioniert, sodass Sie einen harten Kampf haben, um sicherzustellen, dass die (schwache) Ausgabe jeder Stufe stark genug (oder angemessen) ist verstärkt), um die für die nächste Stufe erforderlichen (hohen) Leistungspegel zu erreichen.

Und noch grundlegender, nichtlineare Optik ist schwer zu beobachten (geschweige denn produktiv zu nutzen), wenn man in die höheren Bereiche des UV-Bereichs geht, und es gibt eine harte Grenze für die Wellenlängen, bei denen nichtlineare Prozesse beobachtet wurden.