Liitiumniobaatkristalli ja selle rakenduste lühiülevaade – 7. osa: LN-kristalli dielektriline supervõre

Liitiumniobaatkristalli ja selle rakenduste lühiülevaade – 7. osa: LN-kristalli dielektriline supervõre

1962. aastal Armstrong jt.esmakordselt pakkus välja QPM (kvaasifaasi sobivuse) kontseptsiooni, mis kasutab kompenseerimiseks supervõre poolt pakutavat pööratud võrevektorit.poptilises parameetrilises protsessis on ebakõla.Ferroelektrikute polarisatsioonisuundmõjus mittelineaarne polarisatsioonikiirus χ2. QPM-i saab realiseerida, valmistades ferroelektrilistes kehades ferroelektrilise domeeni struktuurid, millel on vastupidised perioodilised polarisatsioonisuunad, sealhulgas liitiumniobaat, liitiumtantalaat jaKTPkristallid.LN kristall onkõige laiemaltkasutatudmaterjalistselles valdkonnas.

1969. aastal tegi Camlibel ettepaneku, et ferroelektriline domeenLNja teisi ferroelektrilisi kristalle saab ümber pöörata, kasutades kõrgepinge elektrivälja üle 30 kV/mm.Nii kõrge elektriväli võib aga kristalli kergesti läbi torgata.Sel ajal oli keeruline valmistada peeneid elektroodi struktuure ja täpselt juhtida domeeni polarisatsiooni ümberpööramise protsessi.Sellest ajast alates on tehtud katseid konstrueerida mitme domeeni struktuuri vahelduva lamineerimise teelLNkristallid erinevates polarisatsioonisuundades, kuid realiseeritavate kiipide arv on piiratud.1980. aastal tegid Feng jt.saadi perioodilise polarisatsioonidomeeni struktuuriga kristallid ekstsentrilise kasvu meetodil, nihutades kristallide pöörlemiskeskust ja termilise välja telg-sümmeetrilist keskpunkti, ning realiseeris 1,06 μm laseri sageduse kahekordistava väljundi, mis kinnitasQPMteooria.Kuid sellel meetodil on perioodilise struktuuri peenjuhtimine suuri raskusi.1993. aastal Yamada jt.lahendas edukalt perioodilise domeeni polarisatsiooni inversiooni protsessi, kombineerides pooljuhtide litograafia protsessi rakendatud elektrivälja meetodiga.Rakenduslik elektrivälja polarisatsioonimeetod on järk-järgult muutunud perioodiliste pooluste valmistamise peamiseks tehnoloogiaksLNkristall.Praegu on perioodiline poolikLNkristall on turustatud ja selle paksus võib ollaberohkem kui 5 mm.

Perioodilise pooluse esialgne rakendamineLNkristalli peetakse peamiselt lasersageduse muundamiseks.Juba 1989. aastal leidsid Ming jt.pakkus välja dielektriliste supervõrede kontseptsiooni, mis põhineb supervõredel, mis on konstrueeritud ferroelektrilistest domeenidest.LNkristallid.Supervõre ümberpööratud võre osaleb valgus- ja helilainete ergastamisel ja levimisel.1990. aastal avaldasid Feng ja Zhu jt.pakkus välja mitme kvaasi sobitamise teooria.1995. aastal avaldasid Zhu jt.valmistatud kvaasiperioodilised dielektrilised supervõred toatemperatuuri polarisatsioonitehnikaga.1997. aastal viidi läbi eksperimentaalne kontrollimine ja kahe optilise parameetrilise protsessi efektiivne sidumine-sageduse kahekordistamine ja sageduse summeerimine realiseeriti kvaasiperioodilises supervõres, saavutades seega esmakordselt efektiivse laseri kolmekordse sageduse kahekordistamise.2001. aastal leidsid Liu jt.kavandas skeemi kolmevärvilise laseri realiseerimiseks, mis põhineb kvaasifaasi sobitamisel.2004. aastal realiseerisid Zhu jt mitme lainepikkusega laserväljundi optilise supervõre konstruktsiooni ja selle rakenduse tahkislaserites.2014. aastal Jin jt.kujundas ümberkonfigureeritaval põhineva optilise ülivõrega integreeritud fotoonkiibiLNlainejuhi optiline tee (nagu on näidatud joonisel), saavutades esimest korda kiibil tõhusa takerdunud footonite genereerimise ja kiire elektrooptilise modulatsiooni.2018. aastal koostasid Wei jt ja Xu jt 3D perioodilised domeenistruktuurid, mis põhinesidLNkristallid ja realiseerisid 2019. aastal 3D perioodiliste domeenistruktuuride abil tõhusa mittelineaarse kiire kujundamise.

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

Integreeritud aktiivne fotoonkiip LN-l (vasakul) ja selle skemaatiline diagramm (paremal)

Dielektrilise supervõre teooria areng on soodustanud selle rakendamistLNkristall ja muud ferroelektrilised kristallid uuele kõrguseleja neile antudolulised rakendusväljavaated tahkislaserites, optilise sagedusega kamm, laserimpulsside kokkusurumine, kiire kujundamine ja segatud valgusallikad kvantkommunikatsioonis.


Postitusaeg: 03.03.2022