Question

什么是位相？什么是相位？它们有什么区别吗？

Answer 1

位相和相位是对光波的波阵面进行的反演处理，它们没有区别。

对光波的波阵面（或位相）进行的反演处理。当这种处理是通过光波与物质的非线性相互作用来实现时，就称为非线性光学位相复共轭。在数学上这等价于对复空间振幅进行复共轭运算，因此位相复共轭波等价于时间反演波。

对光波能实现位相复共轭作用的光学系统称为位相共轭镜。位相共轭镜与普通反射镜具有不同的性质。附图解释了当一个理想的平面波阵面通过一个位相畸变介质后，由位相共轭或普通反射镜反射回再次通过位相畸变介质后，波阵面的变化情况。由于前者能使入射的波阵面反演，故反射光束再次通过位相畸变介质后,波阵面又恢复成平面;而对于普通反射镜，反射光束再次通过畸变介质后，位相畸变加倍。理想的位相共轭镜还能够反演入射波的偏振态。对于无损耗的共轭镜，可以反演入射光子的所有量子数，即反演入射光子的线动量、角动量等。

有两类非线性相互作用可以获得入射波的位相共轭波：一类是弹性光散射，这是一种参量过程，各相互作用波场通过非线性介质相互耦合；另一类是非弹性光散射，是受激散射过程。

获得位相共轭波的参量过程主要有三波混频和四波混频。非弹性光散射方法包括受激喇曼散射、受激布里渊散射和受激瑞利散射。