Lyhyt katsaus litiumniobaattikiteestä ja sen sovelluksista – Osa 7: LN-kiteen dielektrinen superhila

Lyhyt katsaus litiumniobaattikiteestä ja sen sovelluksista – Osa 7: LN-kiteen dielektrinen superhila

Vuonna 1962 Armstrong et ai.ehdotti ensin QPM-konseptia (Quasi-phase-match), joka käyttää superhilan tarjoamaa käänteistä hilavektoria kompensoimaanpoptisessa parametrisessa prosessissa on epäsuhta.Ferrosähköisten elementtien polarisaatiosuuntavaikutuss epälineaarinen polarisaationopeus χ2. QPM voidaan toteuttaa valmistamalla ferrosähköisiä aluerakenteita, joilla on vastakkaiset jaksolliset polarisaatiosuunnat ferrosähköisissä kappaleissamukaan lukien litiumniobaatti, litiumtantalaatti jaKTPkiteitä.LN-kide onlaajimminkäytettymateriaaliatällä alalla.

Vuonna 1969 Camlibel ehdotti, että ferrosähköinen verkkoalueLNja muut ferrosähköiset kiteet voitaisiin kääntää käyttämällä korkeajännitteistä sähkökenttää, joka on yli 30 kV/mm.Kuitenkin niin suuri sähkökenttä voisi helposti puhkaista kiteen.Tuolloin oli vaikeaa valmistaa hienoja elektrodirakenteita ja ohjata tarkasti alueen polarisaation kääntöprosessia.Siitä lähtien on yritetty rakentaa monialuerakennetta vuorotellen laminoimallaLNkiteitä eri polarisaatiosuunnissa, mutta toteutettavissa olevien sirujen määrä on rajallinen.Vuonna 1980 Feng et ai.sai kiteitä, joilla oli jaksollinen polarisaatioalueen rakenne epäkeskisen kasvun menetelmällä biasoimalla kiteen pyörimiskeskusta ja lämpökentän akselisymmetristä keskustaa, ja toteutti 1,06 μm laserin taajuuden kaksinkertaistamisen, mikä varmistiQPMteoria.Mutta tällä menetelmällä on suuria vaikeuksia jaksollisen rakenteen hienosäädössä.Vuonna 1993 Yamada et ai.ratkaisi onnistuneesti periodisen alueen polarisaatioinversioprosessin yhdistämällä puolijohdelitografiaprosessin sovelletun sähkökenttämenetelmän kanssa.Sovelletusta sähkökentän polarisaatiomenetelmästä on vähitellen tullut valtavirran jaksollisen napaisen valmistustekniikkaLNkristalli.Tällä hetkellä jaksollinen taukoLNkristalli on kaupallistettu ja sen paksuus voibeyli 5 mm.

Alkuperäinen soveltaminen määräajoin napainenLNkristallia pidetään pääasiassa lasertaajuusmuunnoksena.Jo vuonna 1989 Ming et ai.ehdotti dielektristen superhilojen konseptia, joka perustuu ferrosähköisistä alueista konstruoituihin superhiloihin.LNkiteitä.Superhilan käänteinen hila osallistuu valo- ja ääniaaltojen virittymiseen ja etenemiseen.Vuonna 1990 Feng ja Zhu et ai.ehdotti usean näennäissovituksen teoriaa.Vuonna 1995 Zhu et ai.valmistettu kvasiperiodisia dielektrisiä superhiloja huoneenlämpötilan polarisaatiotekniikalla.Vuonna 1997 suoritettiin kokeellinen verifiointi ja kahden optisen parametrisen prosessin tehokas kytkentä-taajuuden tuplaus ja taajuuden summaus toteutettiin kvasijaksollisessa superhilassa, jolloin saavutettiin ensimmäistä kertaa tehokas laserin kolminkertainen taajuuden tuplaus.Vuonna 2001 Liu et ai.suunnitteli järjestelmän kolmivärisen laserin toteuttamiseksi kvasivaihesovituksen perusteella.Vuonna 2004 Zhu ym. oivalsivat optisen superhilarakenteen moniaallonpituiselle laserulostulolle ja sen sovelluksen solid-state-lasereissa.Vuonna 2014 Jin et al.suunnitteli optisen superhilan integroidun fotonisirun, joka perustuu uudelleenkonfiguroitaviinLNaaltoputken optinen polku (kuten kuvassa), saavuttaen tehokkaan kietoutuneiden fotonien muodostuksen ja nopean sähköoptisen modulaation sirulla ensimmäistä kertaa.Vuonna 2018 Wei et al ja Xu et al valmistivat 3D-jaksollisia domeenirakenteita perustuenLNkiteitä ja toteutti tehokkaan epälineaarisen säteen muotoilun käyttämällä 3D-jaksollisia aluerakenteita vuonna 2019.

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

Integroitu aktiivinen fotonisiru LN:ssä (vasemmalla) ja sen kaavio (oikealla)

Dielektrisen superhilan teorian kehitys on edistänyt sen soveltamistaLNkristalli ja muut ferrosähköiset kiteet uuteen korkeuteenja antanut netärkeitä sovellusmahdollisuuksia solid-state-lasereissa, optisessa taajuuskammassa, laserpulssikompressiossa, säteen muotoilussa ja kietoutuneissa valonlähteissä kvanttiviestinnässä.


Postitusaika: 03.02.2022