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科普:PPLN准相位匹配技术

2012-08-27 14:31阅读:
现代光学技术的发展,对激光提出了更新更高的要求,拓宽激光输出波长范围,最常用、最有效的方法之一,就是利用非线性晶体的频率变换技术。由于常规的相位匹配存在着双折射走离效应,转换效率低,运转阈值高等缺点,阻碍了常规PM在非线性频率变换的应用。基于QPM技术的光学器件,由于能最大限度地利用非线性光学晶体的有效非线性系数,并能实现所选定方向的匹配,使其具有转换效率高, 体积小,使用方便等特点,以PPLN/PPMGLN等为代表的周期极化工艺的成熟,极大地促进了准相位匹配技术的发展,使得倍频、差频、OPO的应用更加广泛;OPO具有波长覆盖范围宽,调谐范围大,且适于小型化和固体化等优点,为激光频率变化提供了美好的前景。由于准相位匹配技术有其独特的技术优势,拓宽了非线性晶体应用范围,极大地提高了频率转换效率,已成为非线性光学材料和固体激光器等诸多领域的研究热点之一。

实现晶体的周期极化的方法有多重,主要包括:钛扩散法、快速热处理后Li2O外扩散法与质子交换法、电子束扫描法、外加电场极化法等。外加电场计划法是目前被公认为最行之有效的方法之一,而其他方法存在着极化浓度浅或极化时间长等缺点。
外加电场极化法PPLN
具有3个主要的优点:1、畴反转深度可以贯穿铌酸埋晶片的厚度;2、畴反转边界区域与铌酸埋晶体的Z轴平行;3、畴的宽度可以小到几微米,甚至可以达到2微米以下。另外还具有能够在室温下极化反转,重复性好,工艺简单等优点。
QPM技术以其独有的技术优势解决了常规PM难以解决的问题,特别是以PPLNPPMGLNPPKTP等为代表的周期极化工艺的成熟,极大地促进了准相位匹配技术的发展,拓宽了非线性晶体的应用范围,大大提高了频率转换效率。周期极化晶体与其他非线性晶体结合,利用倍频、差频、混频、opo等技术是实现激光波长拓宽的一种非常有效的手段。高效便捷的二极管泵浦激光器与具有同样优点的周期极化准相位匹配技术想结合,已成为发展全新紧凑型固体激光器的一种趋势。随着周期极化技术的进一步成熟,大孔径通关周期极化晶体的制备将成为可能,这种制备工艺简单、成本低廉、转换效率高、操作方便的准相位匹配可调谐光子学器件必将开拓出新的应用领域。
本文来源:http://www.cqlasertech.com/index2.asp

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