Kratak pregled kristala litij niobata i njegove primjene – 7. dio: Dielektrična superrešetka LN kristala

Kratak pregled kristala litij niobata i njegove primjene – 7. dio: Dielektrična superrešetka LN kristala

Godine 1962, Armstrong et al.prvi je predložio koncept QPM (kvazi-faznog podudaranja), koji koristi invertirani vektor rešetke koji daje superrešetka za kompenzacijuphase mismatch u optičkom parametarskom procesu.Smjer polarizacije feroelektrikauticajs stopa nelinearne polarizacije χ2. QPM se može realizovati pripremom feroelektričnih domenskih struktura sa suprotnim periodičnim pravcima polarizacije u feroelektričnim tijelima, uključujući litijum niobat, litijum tantalat, iKTPkristali.LN kristal jenajširekorištenomaterijalu ovoj oblasti.

1969. Camlibel je predložio da feroelektrični domen odLNi drugi feroelektrični kristali mogu se preokrenuti korištenjem električnog polja visokog napona iznad 30 kV/mm.Međutim, tako visoko električno polje moglo bi lako probiti kristal.U to vrijeme bilo je teško pripremiti fine strukture elektroda i precizno kontrolirati proces preokretanja polarizacije domena.Od tada su napravljeni pokušaji da se konstruiše struktura sa više domena naizmeničnim laminiranjemLNkristali u različitim smjerovima polarizacije, ali je broj čipova koji se mogu realizirati ograničen.Godine 1980, Feng et al.Dobijeni kristali sa periodičnom domenskom strukturom polarizacije metodom ekscentričnog rasta pomeranjem centra rotacije kristala i osi-simetričnog centra toplotnog polja, i realizovan izlaz udvostručavanja frekvencije lasera od 1,06 μm, čime je verifikovanQPMteorija.Ali ova metoda ima velike poteškoće u finoj kontroli periodične strukture.Godine 1993. Yamada et al.uspješno riješio proces inverzije periodične polarizacije u domenu kombinovanjem procesa poluprovodničke litografije sa primijenjenom metodom električnog polja.Primijenjena metoda polarizacije električnog polja postupno je postala glavna tehnologija pripreme periodičnih polovaLNkristal.Trenutno, periodični polLNkristal je komercijaliziran i njegova debljina možebeviše od 5 mm.

Početna primjena periodičnih polLNkristal se uglavnom razmatra za lasersku konverziju frekvencije.Već 1989. Ming i sar.predložio koncept dielektričnih superrešetki zasnovanih na superrešetkama konstruisanim od feroelektričnih domenaLNkristali.Invertirana rešetka superrešetke će sudjelovati u pobudi i širenju svjetlosnih i zvučnih valova.Godine 1990, Feng i Zhu et al.predložio teoriju višestrukog kvazi podudaranja.1995. Zhu et al.pripremljene kvaziperiodične dielektrične superrešetke tehnikom polarizacije na sobnoj temperaturi.1997. godine izvršena je eksperimentalna verifikacija i efektivno spajanje dva optička parametarska procesa-udvostručenje frekvencije i sumiranje frekvencije realizovano je u kvaziperiodičnoj superrešetki, čime je po prvi put postignuto efikasno lasersko trostruko udvostručenje frekvencije.2001. godine, Liu et al.dizajnirao shemu za realizaciju trobojnog lasera zasnovanog na kvazi-faznom usklađivanju.2004. godine, Zhu i ostali su realizovali optički superrešetkasti dizajn laserskog izlaza sa više talasnih dužina i njegovu primenu u potpuno čvrstim laserima.U 2014, Jin et al.dizajnirao optički superrešetka integrisani fotonski čip baziran na rekonfigurabilnomLNtalasovodna optička putanja (kao što je prikazano na slici), postižući efikasno generisanje zapletenih fotona i brzu elektro-optičku modulaciju na čipu po prvi put.Godine 2018, Wei et al i Xu et al su pripremili 3D periodične strukture domena zasnovane naLNkristale, te realizovali efikasno nelinearno oblikovanje zraka korištenjem 3D periodičnih domenskih struktura 2019. godine.

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

Integrirani aktivni fotonski čip na LN (lijevo) i njegov šematski dijagram (desno)

Razvoj teorije dielektrične superrešetke promovirao je primjenuLNkristala i drugih feroelektričnih kristala na novu visinu, i dao imvažni izgledi za primjenu u potpuno čvrstim laserima, optičkom frekvencijskom češljaju, kompresiji laserskih impulsa, oblikovanju zraka i isprepletenim izvorima svjetlosti u kvantnoj komunikaciji.


Vrijeme objave: Feb-03-2022