硅胶微腔中光学克尔梳和诱导拉曼散射之间的增益竞争。

四波混合和诱导拉曼散射是一种三阶非线性光学效应，经常在微型光学谐振器中观察到，单位体积的光密度增加。它们可以被看作是在满足能量守恒定律的条件下 "产生新波长的光的过程"。诱导拉曼散射是一种现象，通过泵浦光和材料的内在分子振动之间的共振（散射）产生新波长的光。硅玻璃是本研究中使用的谐振器的材料，已知其在非常宽的波长带上具有拉曼增益，这意味着可以产生各种波长的光。另一方面，四波混合是一种现象，在输入单一波长的泵浦光时，会产生两个不同波长的新光子。以这种方式产生的光具有良好的单色性和方向性，因此有望作为在芯片规模上运行的光学频率梳状光源得到应用。

在这项研究中，从理论上预测了发生在二氧化硅微型光学谐振器中的四波混合和诱导拉曼散射之间的增益竞争，并在实验中进行了观察。如前所述，四波混合和诱导拉曼散射是完全不同的物理现象，但由于它们都源于相同的泵浦光，问题仍然是哪个是主导和优先的来源。解决方案的关键是对 "收益 "的分析。通过使用理论分析比较四波混合和诱导拉曼散射的生成难易程度（=增益），我们发现，在某些条件下，可以有选择地获得四波混合和诱导拉曼散射。
下面的数字显示了通过微调激光波长在1-FSR（泵旁边的模式）、诱导拉曼散射和2-FSR（泵旁边的模式）的动态状态变化的实验结果。结果与模拟结果很一致，并揭示了一个已经被观察到但没有被深入理解的机制。这些结果有望为未来光学Kercomb和拉曼激光器的应用提供重要知识。