相位共轭波的定义-非线性光学与光子学

1）后向相位共轭波定义

设有一沿z轴方向传播的准平面单色光波在非线性介质中入射，其场强函数为

式中，E（z，x，y）为单色准平面光波的复振幅函数，它包含了由被传递的空间场分布信息、传播相位变化以及衍射效应等因素造成的对均匀单色平面波的“畸变”影响，A0（z，x，y）表示与理想平面波对应的实振幅函数，相位因子φ（z，x，y）则描述实际波面相对于理想平面波的偏离，ω为入射光角频率，k为波矢模量。

实际上，可在非线性介质中产生如下形式的频率相同而沿相反方向传播的一种特殊波场：

式中，a为一任意实比例系数。这样一种波场，被称为由式（8-1）表征的入射波场的频率简并后（反）向相位共轭波（phase-conjugate wave，PCW），它的特点是相对于传播方向而言的波面发生了反转，如图8-1（a）所示。

图8-1　通过反射式相位共轭器产生后向共轭波（a）以及通过透射式共轭器产生前向共轭波（b）

还可进一步给出频率不同的反向特殊波场：(www.xing528.com)

它被称为由式（8-1）表征的入射波场的频率非简并后向相位共轭波。

2）前向相位共轭波定义

同样，也可人为地产生另外一种频率相同并沿相同方向行进的特殊形式的光场：

该光场可称为由式（8-1）表征的入射波场的频率简并前向相位共轭波场，它的特点是传播方向相同但波面发生了反转，如图8-1（b）所示。

进一步，还可以把前向共轭波场的定义扩大到具有不同频率的一种波场：

它被定义为由式（8-1）表征的入射波场的频率非简并前向相位共轭波场。