Kort oorsig van litiumniobaatkristal en die toepassings daarvan – Deel 7: Die diëlektriese superrooster van LN-kristal

Kort oorsig van litiumniobaatkristal en die toepassings daarvan – Deel 7: Die diëlektriese superrooster van LN-kristal

In 1962 het Armstrong et al.het eers die konsep van QPM (Quasi-phase-match) voorgestel, wat die omgekeerde roostervektor gebruik wat deur superrooster verskaf word om te kompenseerphet 'n wanverhouding in optiese parametriese proses.Die polarisasierigting van ferro-elektrikainvloeds die nie-lineêre polarisasietempo χ2. QPM kan gerealiseer word deur ferro-elektriese domeinstrukture met teenoorgestelde periodieke polarisasie-rigtings in ferro-elektriese liggame voor te berei, insluitend litiumniobaat, litiumtantalaat, enKTPkristalle.LN kristal is diemees wydgebruikmateriaalin hierdie veld.

In 1969 het Camlibel voorgestel dat die ferro-elektriese domein vanLNen ander ferro-elektriese kristalle kan omgekeer word deur 'n hoëspanning elektriese veld bo 30 kV/mm te gebruik.So 'n hoë elektriese veld kan egter maklik die kristal deurboor.Op daardie tydstip was dit moeilik om fyn elektrodestrukture voor te berei en die domeinpolarisasie-omkeerproses akkuraat te beheer.Sedertdien is pogings aangewend om die multi-domeinstruktuur te konstrueer deur afwisselende laminering vanLNkristalle in verskillende polarisasie-rigtings, maar die aantal skyfies wat gerealiseer kan word, is beperk.In 1980 het Feng et al.kristalle met periodieke polarisasie-domeinstruktuur verkry deur die metode van eksentrieke groei deur die kristalrotasiesentrum en die termiese veld-as-simmetriese sentrum te bevooroordeel, en die frekwensieverdubbelingsuitset van 1.06 μm laser gerealiseer, wat dieQPMteorie.Maar hierdie metode het groot probleme in die fyn beheer van periodieke struktuur.In 1993 het Yamada et al.het die periodieke domein polarisasie inversie proses suksesvol opgelos deur die halfgeleier litografie proses te kombineer met die toegepaste elektriese veld metode.Toegepaste elektriese veldpolarisasiemetode het geleidelik die hoofstroomvoorbereidingstegnologie van periodieke polarisasie gewordLNkristal.Op die oomblik is die periodieke poolLNkristal is gekommersialiseer en sy dikte kanbemeer as 5 mm.

Die aanvanklike toepassing van periodieke poledLNkristal word hoofsaaklik oorweeg vir laserfrekwensie-omskakeling.Reeds in 1989 het Ming et al.het die konsep van diëlektriese superroosters voorgestel gebaseer op die superroosters wat uit ferro-elektriese domeine vanLNkristalle.Die omgekeerde rooster van die superrooster sal deelneem aan die opwekking en voortplanting van lig- en klankgolwe.In 1990 het Feng en Zhu et al.die teorie van meervoudige kwasi-passing voorgestel.In 1995 het Zhu et al.voorbereide kwasi-periodieke diëlektriese superroosters deur kamertemperatuur polarisasie tegniek.In 1997 is eksperimentele verifikasie uitgevoer, en effektiewe koppeling van twee optiese parametriese prosesse-frekwensieverdubbeling en frekwensie-somering is in 'n kwasi-periodieke superrooster gerealiseer, en sodoende is vir die eerste keer doeltreffende laserdrievoudige frekwensieverdubbeling bereik.In 2001 het Liu et al.'n skema ontwerp om driekleurlaser te realiseer gebaseer op kwasi-fase-passing.In 2004 het Zhu et al die optiese superrooster-ontwerp van multi-golflengte-laseruitset besef en die toepassing daarvan in alle-vastetoestand-lasers.In 2014 het Jin et al.ontwerp 'n optiese superrooster geïntegreerde fotoniese chip gebaseer op herkonfigureerbareLNgolfleier optiese pad (soos in figuur getoon), wat vir die eerste keer doeltreffende generering van verstrengelde fotone en hoëspoed elektro-optiese modulasie op die skyfie bewerkstellig.In 2018 het Wei et al en Xu et al 3D periodieke domeinstrukture voorberei gebaseer opLNkristalle, en het in 2019 doeltreffende nie-lineêre straalvorming gerealiseer deur gebruik te maak van 3D periodieke domeinstrukture.

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

Geïntegreerde aktiewe fotoniese skyfie op LN (links) en sy skematiese diagram (regs)

Die ontwikkeling van diëlektriese superroosterteorie het die toepassing vanLNkristal en ander ferro-elektriese kristalle tot 'n nuwe hoogte, en aan hulle gegeebelangrike toepassingsvooruitsigte in alle-vaste toestand-lasers, optiese frekwensiekam, laserpulskompressie, straalvorming en verstrengelde ligbronne in kwantumkommunikasie.


Postyd: Feb-03-2022