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  • 非線性光學晶體材料發展趨勢介紹

    作者:佚名 來源:網絡文檔 時間:2022-07-08 00:07 閱讀:350 [投稿]
    本文給大家介紹的關于非線性光學晶體材料的幾個發展階段的趨勢。

    從整個非線性光學晶體材料、器件及整體設備來說,美國、日本等發達國家是產業鏈大國,在大規模生產的非線性光學晶體如LiNbO3占據壟斷地位。小規模的材料品種如KTP、BBO、LBO等,主要是中國、立陶宛等占具優勢地位。下面介紹關于非線性光學晶體材料的幾個發展階段的趨勢。

    1.紫外向更短波段的發展

    發展全固深紫外(200nm)相關光源,是現在國際光電子行業最前沿的研究項目之一,這是因為紫外激光在很多高技術行業發揮十分重要的應用,如新一代的集成電路光刻工藝需要全固的紫外相關光源;

    光電子能譜、光譜技術中,急切需要可調諧的全固深紫外相關光源,這對推動深紫外光譜、能譜儀的發展將發揮關鍵性的作用,并將開辟一個新的物質科學研究行業;

    深紫外相關光源還將極大地推動激光精密機械加工業的發展。由于現在還沒有直接輸出深紫外波長的激光晶體問世,解決固態深紫外激光光源的關鍵問題集中在紫外波段的NLO變頻晶體的研制和應用開發,其帶動相關工業發展和技術進步的前景是十分誘人的。

    2.現有非線性光學晶體性能的改進以及新晶體的開發

    一個最典型的例子是化學計量比的LiNbO3(簡稱SLN),由于結構完整性提高,SLN較普通的一致熔融鈮酸鋰(簡稱CLN)性能上有質的飛越,若解決了的實用化技術,將會在光電子、光通信等行業產生革命性的變革。

    BBO是首先用來將Nd:YAG輸出的1064nm激光四倍頻獲得266nm紫外光的非線性光學晶體。在該頻率轉換行業已應用了幾十年。但該晶體在輸出266nm激光的功率超過180毫瓦時,便會產生光折變損傷而被打壞。

    新近研制成熟的CLBO晶體,不但晶體生長比BBO容易、長出的單晶比BBO大,而且在266nm輸出達40瓦時,也未被打壞。在此行業,CLBO有替代BBO的趨勢。

    3.非線性光學晶體的周期性極化準相位匹配技術(QPM)

    我國在周期及準周期極化相位匹配的研究方面處于國際領先水平。由于這類準相位匹配器件可以充分發揮晶體的非線性光學性能,而且一塊晶體可以同時完成倍頻、和頻、參量振蕩等功能。

    所以這類技術在光通信、激光顯示、空氣污染檢測、醫藥以及國防等方面都有重要的應用,QPM材料及器件正顯示其極強的生命力,F在比較重要的有PPLN、PPKTP及PPRTA等(“PP”也為“準相位匹配”表示法之一)。

    4.紅外波段的非線性光學晶體

    相對于可見和紫外波段的非線性晶體,紅外波段的非線性晶體發展比較慢,主要原因是現有的紅外非線性晶體的光損傷閾值太低,直接影響了實際使用。由于紅外非線性光學晶體在軍事上有重要應用前景,這一類晶體材料成為非線性光學領域的一個重點發展方向。

    5.新型的光折變晶體材料

    現有的光折變材料如LiNbO3、BaTiO3等在進行光學信息存儲應用時,其光折變響應速度還不夠快、存儲噪聲還比較大,這兩方面的性能還不能與目前廣泛應用的電磁存儲技術相比。故必須尋找新型的、性能更好的光折變晶體材料或進一步對現有的光折變材料改性提高。

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