Параметрическая генерация широкополосных бифотонов в периодической последовательности тонких кристаллов

Рассмотрено коллинеарное параметрическое рассеяние света при синхронизме типа II в периодической последовательности нелинейных ячеек, образованных из кристаллов BBO. Исследованы возможности уменьшения длительности волновых пакетов бифотонов и увеличения их интенсивности при монохроматической накачке. Проведенный анализ основан на учете дисперсии показателей преломления с помощью уравнений Селлмейера. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что при соответствующем выборе толщин кристаллов и числа ячеек можно существенно увеличить поток широкополосных бифотонов и получить предельно короткие квантовые пакеты. Показано, что при достаточно малых толщинах отдельных кристаллов (слоев) в данной системе возникает тонкая структура в спектре бифотонов: широкополосный спектр с увеличением числа ячеек (слоев) разбивается на ряд более узких полос и возрастает количество этих полос. При использовании нелинейного кристалла BBO рассматриваемым методом можно получить сверхкороткие пакеты бифотонов с длительностью τ₀ ≈ 2 фс. По сравнению с другим методом генерации широкополосных бифотонов, который основан на использовании квазипериодически поляризованных кристаллов, в исследованном в настоящей работе методе отсутствует необходимость преобразования фазовой модуляции бифотона в амплитудную.