Difference-Frequency Generation

Definition / 释义

差频生成（DFG）：一种非线性光学过程。两束不同频率（或波长）的光在非线性介质中相互作用，产生一束新光，其频率等于两者之差（\( f_3 = |f_1 - f_2| \)）。常用于产生中红外、太赫兹等波段的辐射。（该术语也可泛指其他领域的“差频产生”，但最常见于光学/光子学。）

Pronunciation / 发音（IPA）

/ˈdɪf(ə)rəns ˈfriːkwənsi ˌdʒenəˈreɪʃən/

Examples / 例句

Difference-frequency generation can produce infrared light from two lasers.
差频生成可以用两台激光器产生红外光。

By tuning the pump and signal wavelengths, the experiment achieved difference-frequency generation in a nonlinear crystal to access the mid-infrared “fingerprint” region for spectroscopy.
通过调节泵浦光与信号光的波长，实验在非线性晶体中实现了差频生成，从而进入用于光谱学的中红外“指纹区”。

Etymology / 词源

该术语由三部分构成：difference（差、差值）+ frequency（频率）+ generation（生成）。字面意思就是“把两个频率的差值生成出来”。在非线性光学中，它与“和频生成（sum-frequency generation）”成对出现，用来描述由二阶非线性效应（常写作 \(\chi^{(2)}\)）引起的频率变换过程。

Related Words / 相关词

• Nonlinear
• Nonlinear Optics
• Frequency Mixing
• Sum-Frequency Generation
• Optical Parametric Generation
• Optical Parametric Amplification
• Second-Harmonic Generation
• Phase Matching
• Idler
• Mid-Infrared

Literary Works / 文献与著作中的用例

• Nonlinear Optics（Robert W. Boyd）——教材中系统讲解差频生成与相关的二阶非线性频率变换。
• Principles of Nonlinear Optics（Y. R. Shen）——经典著作，涵盖三波混频、相位匹配与DFG的理论框架。
• Quantum Electronics（Amnon Yariv）——在非线性与量子电子学背景下讨论频率混频与相关器件/过程。
• The Elements of Nonlinear Optics（Paul N. Butcher, David Cotter）——包含对差频与三波混频的入门到进阶描述。