Mubo nga Pagrepaso sa Lithium Niobate Crystal ug ang mga Aplikasyon Niini - Bahin 7: Ang Dielectric Superlattice sa LN Crystal

Mubo nga Pagrepaso sa Lithium Niobate Crystal ug ang mga Aplikasyon Niini - Bahin 7: Ang Dielectric Superlattice sa LN Crystal

Niadtong 1962, si Armstrong et al.una nga gisugyot ang konsepto sa QPM (Quasi-phase-match), nga naggamit sa inverted lattice vector nga gihatag sa superlattice aron mabayranphase mismatch sa optical parametric nga proseso.Ang polarization nga direksyon sa ferroelectricsimpluwensyas ang nonlinear polarization rate χ2. Ang QPM mahimong matuman pinaagi sa pag-andam sa ferroelectric domain structures nga adunay kaatbang nga periodic polarization nga direksyon sa ferroelectric nga mga lawas, lakip ang lithium niobate, lithium tantalate, ugKTPmga kristal.Ang kristal nga LN mao anglabing kaylapgigamitmateryal nganiining natad.

Niadtong 1969, gisugyot ni Camlibel nga ang ferroelectric domain saLNug uban pang ferroelectric nga mga kristal mahimong balihon pinaagi sa paggamit sa usa ka taas nga boltahe nga electric field nga labaw sa 30 kV/mm.Bisan pa, ang ingon ka taas nga natad sa kuryente dali nga makatusok sa kristal.Nianang panahona, lisud ang pag-andam sa maayong mga istruktura sa electrode ug tukma nga makontrol ang proseso sa pagbag-o sa polarization sa domain.Sukad niadto, ang mga pagsulay gihimo sa pagtukod sa multi-domain nga istruktura pinaagi sa alternating lamination saLNkristal sa lain-laing mga polarization direksyon, apan ang gidaghanon sa mga chips nga matuman limitado.Niadtong 1980, si Feng et al.nakuha ang mga kristal nga adunay periodic polarization domain structure pinaagi sa pamaagi sa eccentric growth pinaagi sa pagpihig sa kristal rotation center ug ang thermal field axisy-symmetric center, ug nakaamgo sa frequency nga pagdoble nga output sa 1.06 μm laser, nga nagpamatuod saQPMteorya.Apan kini nga pamaagi adunay dakong kalisud sa maayong pagkontrol sa periodic structure.Niadtong 1993, si Yamada et al.malampuson nga nasulbad ang periodic domain polarization inversion nga proseso pinaagi sa paghiusa sa semiconductor lithography nga proseso sa gigamit nga electric field method.Ang gipadapat nga pamaagi sa polarisasyon sa natad sa kuryente hinay-hinay nga nahimong panguna nga teknolohiya sa pag-andam sa periodic poledLNkristal.Sa pagkakaron, ang periodic poledLNgikomersyal na ang kristal ug mahimo ang gibag-on niinibelabaw pa sa 5 mm.

Ang inisyal nga aplikasyon sa periodic poledLNkristal mao ang nag-una nga giisip alang sa laser frequency pagkakabig.Sa sayo pa sa 1989, Ming et al.gisugyot ang konsepto sa dielectric superlattices base sa mga superlattices nga gitukod gikan sa ferroelectric nga mga dominyo saLNmga kristal.Ang balit-ad nga lattice sa superlattice moapil sa pagpadasig ug pagpalapad sa kahayag ug tingog nga mga balod.Niadtong 1990, si Feng ug Zhu et al.gisugyot ang teorya sa daghang quasi matching.Niadtong 1995, si Zhu et al.giandam quasi-periodic dielectric superlattices pinaagi sa lawak temperatura polarization teknik.Kaniadtong 1997, gihimo ang eksperimento nga pag-verify, ug epektibo nga pagdugtong sa duha nga mga proseso sa optical parametric-frequency pagdoble ug frequency summing nakaamgo sa usa ka quasi-periodic superlattice, sa ingon pagkab-ot sa episyente nga laser triple frequency pagdoble sa unang higayon.Niadtong 2001, si Liu et al.nagdisenyo usa ka laraw aron maamgohan ang tulo ka kolor nga laser base sa quasi-phase matching.Niadtong 2004, si Zhu et al nakaamgo sa optical superlattice nga disenyo sa multi-wavelength nga laser output ug ang paggamit niini sa all-solid-state lasers.Niadtong 2014, si Jin et al.gidisenyo ang usa ka optical superlattice integrated photonic chip base sa reconfigurableLNwaveguide optical path (sama sa gipakita sa hulagway), pagkab-ot sa episyente nga henerasyon sa mga entangled photon ug high-speed electro-optic modulation sa chip sa unang higayon.Sa 2018, Wei et al ug Xu et al nag-andam sa 3D periodic domain structures base saLNkristal, ug nakaamgo sa episyente nga nonlinear beam nga pagporma gamit ang 3D periodic domain structures sa 2019.

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

Nahiusa nga aktibo nga photonic chip sa LN (wala) ug ang schematic diagram (tuo)

Ang pagpalambo sa dielectric superlattice theory nagpasiugda sa paggamit saLNkristal ug uban pang mga ferroelectric nga kristal sa usa ka bag-ong gitas-on, ug gihatag kanilaimportante nga mga prospect sa aplikasyon sa all-solid-state lasers, optical frequency comb, laser pulse compression, beam shaping ug entangled light sources sa quantum communication.


Oras sa pag-post: Peb-03-2022