Trumpa ličio niobato kristalo ir jo taikymo apžvalga – 7 dalis: LN kristalo dielektrinė supergardelė

Trumpa ličio niobato kristalo ir jo taikymo apžvalga – 7 dalis: LN kristalo dielektrinė supergardelė

1962 metais Armstrongas ir kt.pirmą kartą pasiūlė QPM (Quasi-phase-match) koncepciją, kuri naudoja apverstą gardelės vektorių, kurį suteikia supergardelė, kad kompensuotųpoptinio parametrinio proceso neatitikimas.Feroelektrikų poliarizacijos kryptisįtakoss netiesinės poliarizacijos greitis χ2. QPM gali būti realizuotas ruošiant feroelektrinių domenų struktūras su priešingomis periodinės poliarizacijos kryptimis feroelektriniuose kūnuose, įskaitant ličio niobatą, ličio tantalatas irKTPkristalai.LN kristalas yraplačiausiainaudojamasmedžiagašioje srityje.

1969 m. Camlibel pasiūlė, kad feroelektrinė sritisLNir kiti feroelektriniai kristalai gali būti pakeisti naudojant aukštos įtampos elektrinį lauką, viršijantį 30 kV/mm.Tačiau toks didelis elektrinis laukas gali lengvai pradurti kristalą.Tuo metu buvo sunku paruošti smulkias elektrodų struktūras ir tiksliai valdyti srities poliarizacijos apsisukimo procesą.Nuo tada buvo bandoma sukurti kelių domenų struktūrą kintamu laminavimuLNkristalai skirtingomis poliarizacijos kryptimis, tačiau lustų, kuriuos galima realizuoti, skaičius yra ribotas.1980 m. Feng ir kt.Ekscentrinio augimo metodu, pakreipus kristalo sukimosi centrą ir šiluminio lauko ašies-simetrinį centrą, buvo gauti periodinės poliarizacijos srities struktūros kristalai ir realizuotas 1,06 μm lazerio dažnio dvigubinimo išėjimas, kuris patvirtinoQPMteorija.Tačiau šis metodas turi didelių sunkumų tiksliai kontroliuojant periodinę struktūrą.1993 metais Yamada ir kt.sėkmingai išsprendė periodinės srities poliarizacijos inversijos procesą, sujungdamas puslaidininkinės litografijos procesą su taikomu elektrinio lauko metodu.Taikomasis elektrinio lauko poliarizacijos metodas pamažu tapo pagrindine periodinio poliaus paruošimo technologijaLNkrištolas.Šiuo metu periodinis stulpelisLNkristalas buvo parduodamas ir jo storis gali būtibedaugiau nei 5 mm.

Pradinis periodinio poliaus taikymasLNkristalas daugiausia naudojamas lazerio dažnio konvertavimui.Jau 1989 m. Ming ir kt.pasiūlė dielektrinių supergardelių koncepciją, pagrįstą supergardelėmis, sudarytomis iš feroelektrinių sričiųLNkristalai.Apversta supergardelės gardelė dalyvaus šviesos ir garso bangų sužadinimo ir sklidimo procese.1990 m. Feng ir Zhu ir kt.pasiūlė kelių kvazi atitikimo teoriją.1995 m. Zhu ir kt.paruoštos kvaziperiodinės dielektrinės supergardelės kambario temperatūros poliarizacijos technika.1997 m. buvo atlikta eksperimentinė patikra ir efektyvus dviejų optinių parametrinių procesų sujungimas-dažnio padvigubinimas ir dažnių sumavimas buvo realizuotas kvaziperiodinėje supergardelėje, taip pirmą kartą pasiekiant efektyvų lazerio trigubo dažnio padvigubinimą.2001 metais Liu ir kt.sukūrė trijų spalvų lazerio schemą, pagrįstą kvazifazių derinimu.2004 m. Zhu ir kiti suprato daugiabangio lazerio išėjimo optinės supergardelės dizainą ir jo taikymą kietojo kūno lazeriuose.2014 metais Jin ir kt.sukūrė optinę supergardelę integruotą fotoninį lustą, pagrįstą perkonfigūruojamaLNbangolaidžio optinis kelias (kaip parodyta paveikslėlyje), pirmą kartą efektyviai generuojant įsipainiojusius fotonus ir sparčią elektrooptinę moduliaciją mikroschemoje.2018 m. Wei ir kt. bei Xu ir kt. parengė 3D periodines domeno struktūras, remdamiesiLNkristalai, ir įgyvendino efektyvų netiesinį pluošto formavimą naudojant 3D periodines domeno struktūras 2019 m.

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

Integruotas aktyvus fotoninis lustas LN (kairėje) ir jo schema (dešinėje)

Dielektrinių supergardelių teorijos plėtra paskatino taikytiLNkristalai ir kiti feroelektriniai kristalai į naują aukštį, ir jiems davėsvarbios taikymo perspektyvos kietojo kūno lazeriuose, optinio dažnio šukose, lazerio impulsų suspaudime, pluošto formavimu ir įsipainiojusiuose šviesos šaltiniuose kvantinėje komunikacijoje.


Paskelbimo laikas: 2022-03-03