发生纯粹的非经典光状态是光量子信息科学最主要的目的之一。自觉参量下变频（SPDC）是发生这种状态的一种常用且多用途的光源，它是一种非线性历程，即泵浦光束击中非线性晶体并发天生对的低能量光子。事实上，在已往几十年中，SPDC 已被普遍用于发生预示单光子和纠缠光子对，并被用于量子通讯和量子计量等应用。

如图 1a 所示，要使 SPDC 历程有用，能量和动量都必须保持稳固。在没有色度色散的理想qing况下，相位匹配的作用微乎其微，由于频率和波矢量仅仅是光速因子的关系。然而，现实光学质料会泛转机度色散征象，即折射率随波长而转变，从而导致波向量不匹配 Δk_z。

战胜波矢失配的一种要领是使用差异极化的相位累积差异，这种要领被称为双折射相位匹配 。在这一手艺中，泵浦光子和天生光子的偏振选摘要使这一效应能够赔偿色度色散。

早在 1962 年就有人提出了第二种盛行的手艺，即准相位匹配手艺。这种手艺通过将晶体支解成多个畴来解决失配问题，其中交替的畴具有符号相反的非线性系数（图 1b）。这种手艺可以通过相位图来明确（图 1c）。波矢量失配会导致差异的相位累积，在有限的撒播距离之后，它们将开shi发生破损性滋扰。通过准相位匹配，可以选择域周期Λ，这样当历程到达破损性干预干与区域时，相位的符号就会翻转，从而使历程继续建设性地生长。

图 1. (a) 要使 SPDC 历程有用，能量和动量必须保持稳固。(b) 非线性的周期性极化可以赔偿波矢失配。(c) 有相位匹配和无相位匹配时历程累积的相位图。

有趣的是，直到 20 世纪 80 年月中期，这种手艺才在实验中普遍应用[4]，使用周期性轮询。这是由于建设这种畴具有挑战性，通常需要使用铁电畴工程[5]。这包罗通过晶体外貌的图案化电极向铁电晶体施增强电chang。这种强电chang会改变电极下的晶体取向，从而扭转其非线性系数的符号。对大孔径晶体和小极化周期举行周期极化尤其具有挑战性。

准相位匹配的优点是可以使用非线性系数更强的质料，阻止空间偏移，而且不zeng加对差异chang极化的要求。另一个优点是，通过调整极化周期，可以控制差异的 SPDC 参数。

使用差异的极化周期可以决议发生的是 0 型照旧 II 型历程。0 型历程，即泵浦和发生的两个光子具有相同的偏振，由于其对天生率高，可能是理想的历程。不外，它对温度转变相对敏感，而且带宽较大。在 II 型历程中，发生的两个光子具有正交偏振，光谱较窄，但历程wangwang较弱。

在选择晶体结构之前，相识详细应用和所需的优越性是很是主要的。例如，主要的权衡尺度是总通量吗？照旧每纳米波长的总通量？空间纠缠是所需的特征照旧需要阻止的？凭证详细应用，差异的泵浦光束设置、晶体尺寸、温度和极化周期可能是最合适的。