Кароткі агляд крышталя ніобата літыя і яго прымянення - Частка 7: Дыэлектрычная звышрашотка LN Crystal

Кароткі агляд крышталя ніобата літыя і яго прымянення - Частка 7: Дыэлектрычная звышрашотка LN Crystal

У 1962 г. Армстронг і соавт.упершыню прапанаваў канцэпцыю QPM (квазі-фазавага супастаўлення), якая выкарыстоўвае для кампенсацыі вектар перавернутай рашоткі, які забяспечваецца суперрашоткайpнеадпаведнасць хасэ ў аптычным параметрычным працэсе.Напрамак палярызацыі сегнетоэлектрыкаўуплыўs хуткасць нелінейнай палярызацыі χ2. QPM можа быць рэалізаваны шляхам падрыхтоўкі сегнетоэлектрических даменных структур з процілеглымі перыядычнымі кірункамі палярызацыі ў сегнетоэлектрических целах, у тым ліку ніобата літыя, танталат літыя, іКТПкрышталі.Крышталь LN з'яўляеццанайбольш шырокавыкарыстаныматэрыялу гэтай галіне.

У 1969 годзе Камлібел прапанаваў сегнетоэлектрычны даменLNі іншыя сегнетоэлектрические крышталі можна было перавярнуць з дапамогай электрычнага поля высокага напружання вышэй 30 кВ/мм.Аднак такое высокае электрычнае поле магло лёгка прабіць крышталь.У той час было цяжка падрыхтаваць тонкія электродныя структуры і дакладна кантраляваць працэс змены палярызацыі дамена.З тых часоў рабіліся спробы пабудаваць шматдоменную структуру шляхам папераменнага ламінаванняLNкрышталі ў розных напрамках палярызацыі, але колькасць чыпаў, якія могуць быць рэалізаваныя, абмежавана.У 1980 г. Feng і соавт.атрымлівалі крышталі з даменнай структурай перыядычнай палярызацыі метадам эксцэнтрычнага росту шляхам зрушэння цэнтра кручэння крышталя і восесіметрычнага цэнтра цеплавога поля, а таксама рэалізавалі падваенне частоты лазера 1,06 мкм, што пацвердзілаQPMтэорыі.Але гэты метад мае вялікія цяжкасці ў тонкім кантролі перыядычнай структуры.У 1993 годзе Yamada et al.паспяхова вырашыў працэс інверсіі перыядычнай палярызацыі даменаў шляхам аб'яднання працэсу паўправадніковай літаграфіі з прымяненым метадам электрычнага поля.Прыкладны метад палярызацыі электрычнага поля паступова стаў асноўнай тэхналогіяй падрыхтоўкі перыядычнага поляLNкрышталь.У цяперашні час перыядычны палLNкрышталь быў камерцыялізаваны і яго таўшчыня можаbeбольш за 5 мм.

Першапачатковае прымяненне перыядычных палLNкрышталь у асноўным лічыцца для пераўтварэння частоты лазера.Ужо ў 1989 г. Ming et al.прапанаваў канцэпцыю дыэлектрычных звышрашатак, заснаваных на звышрашотках, пабудаваных з сегнетоэлектрычных даменаўLNкрышталі.Перавернутая рашотка звышрашоткі будзе ўдзельнічаць ва ўзбуджэнні і распаўсюджванні светлавых і гукавых хваль.У 1990 г. Feng і Zhu і інш.прапанаваў тэорыю множнага квазісупадзення.У 1995 г. Zhu і соавт.падрыхтаваны квазіперыядычныя дыэлектрычныя звышрашоткі метадам палярызацыі пры пакаёвай тэмпературы.У 1997 годзе была праведзена эксперыментальная праверка і эфектыўнае спалучэнне двух аптычных параметрічных працэсаў-падваенне частоты і сумаванне частоты было рэалізавана ў квазіперыядычнай звышрашотцы, такім чынам упершыню было дасягнута эфектыўнае трайное падваенне частоты лазера.У 2001 г. Liu et al.распрацаваў схему рэалізацыі трохкаляровага лазера на аснове квазіфазавага ўзгаднення.У 2004 годзе Чжу і інш. рэалізавалі аптычную звышрашоткавую канструкцыю шматхвалевага лазернага выхаду і яе прымяненне ў цвёрдацельных лазерах.У 2014 годзе Jin et al.распрацаваны аптычны звышрашоткі інтэграваны фатонны чып на аснове рэканфігураванагаLNхваляводны аптычны шлях (як паказана на малюнку), упершыню дасягаючы эфектыўнай генерацыі заблытаных фатонаў і высакахуткаснай электрааптычнай мадуляцыі на чыпе.У 2018 годзе Wei et al і Xu et al падрыхтавалі 3D перыядычныя даменныя структуры на асновеLNкрышталяў і рэалізаваў эфектыўнае нелінейнае фарміраванне пучка з выкарыстаннем 3D перыядычных даменных структур у 2019 годзе.

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

Убудаваны актыўны фатонны чып на LN (злева) і яго прынцыповая схема (справа)

Развіццё тэорыі дыэлектрычнай звышрашоткі спрыяла прымяненню вLNкрышталь і іншыя сегнетоэлектрычныя крышталі на новую вышыню, і даў імважныя перспектывы прымянення ў цвёрдацельных лазерах, аптычнай частотнай грэбні, сціску лазерных імпульсаў, фарміраванні пучка і заблытаных крыніцах святла ў квантавай сувязі.


Час публікацыі: 3 лютага 2022 г