Breu revisió del cristall de niobat de liti i les seves aplicacions: part 7: la superrella dielèctrica del cristall LN

Breu revisió del cristall de niobat de liti i les seves aplicacions: part 7: la superrella dielèctrica del cristall LN

El 1962, Armstrong et al.va proposar per primera vegada el concepte de QPM (Quasi-phase-match), que utilitza el vector de gelosia invertida proporcionada pel superreticular per compensarphi ha desajustaments en el procés paramètric òptic.La direcció de polarització dels ferroelèctricsinfluèncias la taxa de polarització no lineal χ2. El QPM es pot realitzar preparant estructures de domini ferroelèctric amb direccions de polarització periòdiques oposades en cossos ferroelèctrics., inclòs el niòbat de liti, tantalat de liti, iKTPcristalls.El cristall LN és elmés àmpliamentutilitzatmaterialen aquest camp.

El 1969, Camlibel va proposar que el domini ferroelèctric deLNi altres cristalls ferroelèctrics es podrien revertir utilitzant un camp elèctric d'alta tensió per sobre de 30 kV/mm.Tanmateix, un camp elèctric tan elevat podria perforar fàcilment el cristall.En aquell moment, era difícil preparar estructures fines d'elèctrodes i controlar amb precisió el procés d'inversió de la polarització del domini.Des de llavors, s'han intentat construir l'estructura multidomini mitjançant laminació alternant deLNcristalls en diferents direccions de polarització, però el nombre de xips que es poden realitzar és limitat.El 1980, Feng et al.va obtenir cristalls amb estructura de domini de polarització periòdica mitjançant el mètode de creixement excèntric polaritzant el centre de rotació del cristall i el centre simètric axial del camp tèrmic, i es va adonar de la sortida de duplicació de freqüència d'un làser d'1,06 μm, que va verificar elQPMteoria.Però aquest mètode té grans dificultats en el control fi de l'estructura periòdica.El 1993, Yamada et al.va resoldre amb èxit el procés d'inversió periòdica de polarització del domini combinant el procés de litografia de semiconductors amb el mètode de camp elèctric aplicat.El mètode de polarització del camp elèctric aplicat s'ha convertit gradualment en la tecnologia de preparació principal de pols periòdicsLNcristall.En l'actualitat, el pol periòdicLNs'ha comercialitzat el cristall i el seu gruix potbemés de 5 mm.

L'aplicació inicial de pols periòdicsLNEl cristall es considera principalment per a la conversió de freqüència làser.Ja el 1989, Ming et al.va proposar el concepte de supergelos dielèctrics basat en els supergelos construïts a partir de dominis ferroelèctrics deLNcristalls.La gelosia invertida del superreixat participarà en l'excitació i propagació de les ones de llum i de so.El 1990, Feng i Zhu et al.va proposar la teoria de la quasi concordança múltiple.El 1995, Zhu et al.supergelos dielèctrics quasi periòdics preparats mitjançant la tècnica de polarització a temperatura ambient.L'any 1997 es va dur a terme la verificació experimental i l'acoblament efectiu de dos processos paramètrics òptics-La duplicació de freqüències i la suma de freqüències es van realitzar en un superretratge quasi periòdic, aconseguint així per primera vegada una duplicació eficient de la triple freqüència làser.L'any 2001, Liu et al.va dissenyar un esquema per realitzar làser de tres colors basat en la concordança quasi-fàsica.L'any 2004, Zhu et al es van adonar del disseny de superretícula òptica de la sortida làser de diverses longituds d'ona i la seva aplicació en làsers d'estat sòlid.El 2014, Jin et al.va dissenyar un xip fotònic integrat de superretícula òptica basat en reconfigurableLNcamí òptic de guia d'ona (com es mostra a la figura), aconseguint per primera vegada una generació eficient de fotons entrellaçats i una modulació electroòptica d'alta velocitat al xip.El 2018, Wei et al i Xu et al van preparar estructures de dominis periòdics en 3D basades enLNcristalls i es va realitzar una eficaç conformació de feix no lineal mitjançant estructures de domini periòdics en 3D el 2019.

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

Xip fotònic actiu integrat a LN (esquerra) i el seu diagrama esquemàtic (dreta)

El desenvolupament de la teoria del superretic dielèctric ha promogut l'aplicació deLNcristall i altres cristalls ferroelèctrics a una nova alçada, i els van donarperspectives d'aplicació importants en làsers d'estat sòlid, pinta de freqüència òptica, compressió de polsos làser, conformació de feix i fonts de llum entrellaçades en la comunicació quàntica.


Hora de publicació: 03-feb-2022