4光波混合
3つの周波数 (f1, f2, f3) が非線形媒質中で相互作用するとき、入射光子の散乱により第4の波長 (f4) を持つ光子が発生する。
入力光の周波数を f1, f2, f3 とすると、非線形系では
± f 1 ± f 2 ± f 3 {\displaystyle \pm f_{1}\pm f_{2}\pm f_{3}}
の周波数の光が生じる。このうち、システムの性能を最も損うものは次のように計算される。
f i j k = f i + f j − f k , w h e r e i , j ≠ k {\displaystyle f_{ijk}=f_{i}+f_{j}-f_{k},\mathrm {where} \,i,j\neq k}
これは、これらの周波数が入射周波数のどれかと近いためである。
入力信号が3つの場合の計算では 12 の干渉周波数が生成されるが、そのうち3つが元の入射周波数に近い。
4光波混合は2つの周波数しかないときでも発生する。
f 0 = f 1 + f 1 − f 2 {\displaystyle f_{0}=f_{1}+f_{1}-f_{2}}
この、3つの要素がカップリングする現象は非縮退4光波混合と呼ばれ、3つの光波の場合と同一の性質を示す。