定制波长的激光产生与操控
非线性频率变换（Nolinear Frequency Conversion），是指利用光学非线性实现的将输入光转换为其他频率（波长）的光，是非线性光学中的一种典型现象。非线性光学是光学的分支，描述光在非线性介质（介质的极化强度P对于电场E的响应是非线性的）中的行为。
其中，系数
代表介质的n阶非线性系数。
并非所有波长的激光都可以直接产生。因此，非线性频率变换技术是常用的激光产生手段，例如基于非线性频率变换利用一个或几个近红外的激光来产生可见光或紫外光。此外，中红外激光源通常是由近红外激光器与某些非线性偏绿变换装置相结合实现的。
典型的非线性频率变换有:
•在非线性介质中（典型的如体块晶体，磷酸钛氧钾KTP、磷酸二氢钾KDP、铌酸锂LN、BBO晶体等），基于二阶非线性过程的倍频、和频与差频过程；
•非线性介质中的光参量振荡（Optical Parametric Oscillator, OPO）和光参量放大（Optical Parametric Amplifier）过程；
•从皮秒或飞秒光脉冲产生太赫兹脉冲的光学整流；
•利用延迟三阶非线性响应的体块晶体或者光纤中的拉曼过程，对应拉曼激光器、拉曼放大器；
•超连续统的产生，例如在光子晶体光纤中，不同的光学非线性的组合有助于产生广泛的新频率成分。
上述过程为非线性频率变换的一些典型例子。非线性频率变换在满足相位匹配条件和对应的光的偏振态的时候才能高效进行。典型的相位匹配与偏振的对应关系可以参照下图：
图1. 相位匹配类型与光偏振对应关系
激光辐射通常是线性偏振的，但有些情况下(例如某些高功率光纤激光器和放大器)不太适合非线性频率转换，因为它们不以稳定的线性偏振状态发射，或者因为它们没有足够的空间或时间相干性。
由于非线性频率转换只在高光强下才能有高的转换效率，因此通常需要以下的一个或多个方法来提高非线性转换效率：
•诸如锁模激光器或者调Q激光器的脉冲激光器可以具有比平均功率高很多的峰值功率；
•对于单频激光器和锁模激光器，利用谐振腔来增强光功率，如腔内倍频；
•通过使用波导或光纤来以增加的非线性转换过程的相互作用长度。特别是具有小有效模场面积的波导可以实现低光功率下的高转换效率。
非线性频率转换装置的设计可以涉及到很多细节的问题。对于基于参量非线性的设备，由于空间走离，增益导引效应，泵浦衰竭和逆转换等因素会导致光束质量问题。这些效果可以利用数值计算模型来模拟相互作用的光束的空间（有时还包括时间）分布的演变。特别是对于超短脉冲的非线性转换，需要对许多效应有足够的理解才能避免各种问题。
澳门沙金官方网站量子科研团队深耕非线性光学与量子光学领域，对基于SHG、SFG、DFG等过程的激光产生，基于SPDC、SFWM过程的量子纠缠光源制备与操控有着深厚的积累。推出的量子纠缠光源产品有着高亮度、高保真度（99%，典型值>98.5%）、高光子纯度（脉冲光定制，0.98）的特点，波长可定制（标准品为405-810与780-1560偏振纠缠光源）。非线性变频激光器可以实现高效率的光频率变换，实现高功率、高稳定性、宽波长覆盖、窄线宽的变频激光产生。可以为高校与科研院所的科研需求提供优质的激光光源。
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