Breve revisión do cristal de niobato de litio e as súas aplicacións - Parte 7: a superrelatura dieléctrica do cristal LN

Breve revisión do cristal de niobato de litio e as súas aplicacións - Parte 7: a superrelatura dieléctrica do cristal LN

En 1962, Armstrong et al.primeiro propuxo o concepto de QPM (Quasi-phase-match), que utiliza o vector de celosía invertida proporcionado pola superrede para compensarphase discrepancia no proceso paramétrico óptico.A dirección de polarización dos ferroeléctricosinfluencias a taxa de polarización non lineal χ2. O QPM pódese realizar preparando estruturas de dominio ferroeléctrico con direccións de polarización periódicas opostas en corpos ferroeléctricos., incluíndo niobato de litio, tantalato de litio eKTPcristais.O cristal LN émáis amplamenteusadomaterialneste campo.

En 1969, Camlibel propuxo que o dominio ferroeléctrico deLNe outros cristais ferroeléctricos poderían revertirse usando un campo eléctrico de alta tensión superior a 30 kV/mm.Non obstante, un campo eléctrico tan elevado podería perforar facilmente o cristal.Nese momento, era difícil preparar finas estruturas de electrodos e controlar con precisión o proceso de inversión da polarización do dominio.Desde entón, intentáronse construír a estrutura multidominio mediante a laminación alterna deLNcristais en diferentes direccións de polarización, pero o número de chips que se poden realizar é limitado.En 1980, Feng et al.obtivo cristais con estrutura de dominio de polarización periódica polo método de crecemento excéntrico pola polarización do centro de rotación do cristal e do centro axisy-simétrico do campo térmico, e realizou a saída de duplicación de frecuencia do láser de 1,06 μm, o que comprobou oQPMteoría.Pero este método ten grandes dificultades no control fino da estrutura periódica.En 1993, Yamada et al.resolveu con éxito o proceso de inversión de polarización de dominio periódico combinando o proceso de litografía de semicondutores co método de campo eléctrico aplicado.O método de polarización do campo eléctrico aplicado converteuse gradualmente na tecnoloxía principal de preparación de polos periódicosLNcristal.Na actualidade, o periódico poloLNcomercializouse o cristal e o seu grosor podebemáis de 5 mm.

A aplicación inicial de polos periódicosLNo cristal considérase principalmente para a conversión de frecuencia láser.Xa en 1989, Ming et al.propuxo o concepto de superredes dieléctricas baseándose nas superredes construídas a partir de dominios ferroeléctricos deLNcristais.A rede invertida da superreticular participará na excitación e propagación das ondas luminosas e sonoras.En 1990, Feng e Zhu et al.propuxo a teoría da cuasi coincidencia múltiple.En 1995, Zhu et al.prepararon superredes dieléctricas cuasi-periódicas mediante a técnica de polarización a temperatura ambiente.En 1997 realizouse a verificación experimental, e o acoplamento efectivo de dous procesos paramétricos ópticos-a duplicación de frecuencia e a suma de frecuencia realizáronse nunha superreticular cuasi-periódica, conseguindo así por primeira vez unha eficiente dobra de frecuencia tripla con láser.En 2001, Liu et al.deseñou un esquema para realizar un láser de tres cores baseado na coincidencia cuasi-fase.En 2004, Zhu et al realizaron o deseño de superredes ópticas de saída de láser de varias lonxitudes de onda e a súa aplicación en láseres de estado sólido.En 2014, Jin et al.deseñou un chip fotónico integrado de superredes ópticas baseado en reconfigurablesLNruta óptica da guía de ondas (como se mostra na figura), logrando por primeira vez a xeración eficiente de fotóns enredados e a modulación electroóptica de alta velocidade no chip.En 2018, Wei et al e Xu et al prepararon estruturas de dominio periódicos en 3D baseadas enLNcristais e realizou unha conformación de feixe non lineal eficiente utilizando estruturas de dominio periódicos 3D en 2019.

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

Chip fotónico activo integrado en LN (esquerda) e o seu diagrama esquemático (dereita)

O desenvolvemento da teoría de superredes dieléctricas promoveu a aplicación deLNcristal e outros cristais ferroeléctricos a unha nova altura, e dándollesimportantes perspectivas de aplicación en láseres de estado sólido, pente de frecuencia óptica, compresión de pulsos láser, conformación de feixe e fontes de luz entrelazadas na comunicación cuántica.


Hora de publicación: 03-feb-2022