A lítium-niobát kristály és alkalmazásai rövid áttekintése – 7. rész: Az LN kristály dielektromos szuperrácsa

A lítium-niobát kristály és alkalmazásai rövid áttekintése – 7. rész: Az LN kristály dielektromos szuperrácsa

1962-ben Armstrong et al.először javasolta a QPM (Quasi-phase-match) koncepcióját, amely a szuperrács által biztosított fordított rácsvektort használja a kompenzációra.pnem illeszkedik az optikai parametrikus folyamathoz.A ferroelektromos elemek polarizációs irányabefolyáss a nemlineáris polarizációs sebesség χ2. A QPM úgy valósítható meg, hogy ferroelektromos testekben ellentétes periodikus polarizációs irányú ferroelektromos doménstruktúrákat készítünk, beleértve a lítium-niobátot is, lítium-tantalát, ésKTPkristályok.Az LN kristály azlegelterjedtebbenhasználtanyagezen a területen.

1969-ben Camlibel azt javasolta, hogy a ferroelektromos tartomány aLNés más ferroelektromos kristályok megfordíthatók 30 kV/mm feletti nagyfeszültségű elektromos tér használatával.Egy ilyen erős elektromos tér azonban könnyen átlyukaszthatja a kristályt.Abban az időben nehéz volt finom elektródaszerkezeteket készíteni és a tartomány polarizációs megfordítási folyamatát pontosan szabályozni.Azóta kísérletek történtek a több tartományból álló struktúra felépítésére a laminálás váltakozásávalLNkristályok különböző polarizációs irányokban, de a megvalósítható chipek száma korlátozott.1980-ban Feng et al.periódusos polarizációs doménszerkezetű kristályokat kaptunk excentrikus növekedés módszerével a kristály forgásközéppontjának és a termikus tér tengelyszimmetrikus középpontjának előfeszítésével, és megvalósítottuk az 1,06 μm-es lézer frekvencia-duplázó kimenetét, amely igazolta aQPMelmélet.Ennek a módszernek azonban nagy nehézségei vannak a periodikus szerkezet finom szabályozásában.1993-ban Yamada et al.sikeresen megoldotta a periodikus tartomány polarizációs inverziós folyamatát a félvezető litográfiai eljárás és az alkalmazott elektromos tér módszerrel történő kombinálásával.Az alkalmazott elektromos tér polarizációs módszer fokozatosan a periodikus pólusok főbb előkészítési technológiájává váltLNkristály.Jelenleg az időszaki pólusLNkristály kereskedelmi forgalomba került, és vastagsága lehetbetöbb mint 5 mm.

A periodikus pólus kezdeti alkalmazásaLNA kristályt elsősorban lézeres frekvencia-átalakításra használják.Már 1989-ben Ming et al.javasolta a dielektromos szuperrácsok koncepcióját a ferroelektromos tartományokból konstruált szuperrácsok alapján.LNkristályok.A szuperrács fordított rácsa részt vesz a fény- és hanghullámok gerjesztésében és terjedésében.1990-ben Feng és Zhu et al.javasolta a többszörös kvázi egyezés elméletét.1995-ben Zhu et al.kvázi-periodikus dielektromos szuperrácsokat készítettünk szobahőmérsékletű polarizációs technikával.1997-ben kísérleti verifikációra és két optikai paraméteres folyamat hatékony összekapcsolására került sor-a frekvencia megkettőzése és a frekvenciaösszegzés kvázi-periodikus szuperrácsban valósult meg, így első alkalommal valósult meg a hatékony lézeres hármas frekvencia-duplázás.2001-ben Liu et al.sémát tervezett a háromszínű lézer kvázi-fázis illesztésen alapuló megvalósítására.2004-ben Zhu és munkatársai megvalósították a több hullámhosszú lézerkimenet optikai szuperrácsos kialakítását és annak szilárdtest-lézerekben való alkalmazását.2014-ben Jin et al.optikai szuperrácsba integrált fotonikus chipet tervezett újrakonfigurálhatóLNhullámvezető optikai út (ahogyan az ábrán látható), első alkalommal valósítja meg az összegabalyodott fotonok hatékony generálását és a nagy sebességű elektro-optikai modulációt a chipen.2018-ban Wei és mtsai, valamint Xu és munkatársai 3D periodikus tartománystruktúrákat készítettek az alapjánLNkristályokat, és hatékony nemlineáris nyalábformálást valósított meg 3D periodikus tartománystruktúrák segítségével 2019-ben.

Integrated active photonic chip on LN and its schematic diagram-WISOPTIC

Integrált aktív fotonikus chip az LN-n (balra) és sematikus diagramja (jobbra)

A dielektromos szuperrács elmélet fejlődése elősegítette az alkalmazásátLNkristály és más ferroelektromos kristályok új magasságba, és adott nekikfontos alkalmazási lehetőségek a szilárdtest-lézerek, az optikai frekvenciafésű, a lézerimpulzus-kompresszió, a sugárformálás és a kvantumkommunikációban összefonódott fényforrások területén.


Feladás időpontja: 2022-03-03