Кратак преглед кристала литијум ниобата и његове примене – Део 7: Диелектрична суперрешетка ЛН кристала

Кратак преглед кристала литијум ниобата и његове примене – Део 7: Диелектрична суперрешетка ЛН кристала

Године 1962. Армстронг и др.први је предложио концепт КПМ (квази-фазног подударања), који користи вектор обрнуте решетке који обезбеђује суперрешетка за компензацијуpхасе мисматцх у оптичком параметарском процесу.Правац поларизације фероелектрикаутицајс брзина нелинеарне поларизације χ2. КПМ се може реализовати припремом фероелектричних доменских структура са супротним периодичним правцима поларизације у фероелектричним телима, укључујући литијум ниобат, литијум танталат, иКТПкристали.ЛН кристал јенајшире могућекоришћениматеријалу овој области.

Камлибел је 1969. предложио да фероелектрични доменLNа други фероелектрични кристали би се могли преокренути коришћењем електричног поља високог напона изнад 30 кВ/мм.Међутим, тако високо електрично поље могло би лако да пробуши кристал.У то време, било је тешко припремити фине структуре електрода и прецизно контролисати процес преокрета поларизације домена.Од тада су направљени покушаји да се конструише структура са више домена наизменичним ламинирањемLNкристали у различитим правцима поларизације, али је број чипова који се могу реализовати ограничен.Године 1980, Фенг ет ал.Добијени кристали са периодичном доменском структуром поларизације методом ексцентричног раста померањем центра ротације кристала и оси-симетричног центра топлотног поља и реализован излаз удвостручавања фреквенције ласера ​​од 1,06 μм, чиме је верификованКПМтеорија.Али овај метод има велике потешкоће у финој контроли периодичне структуре.Године 1993. Иамада ет ал.успешно решио процес инверзије периодичне поларизације домена комбиновањем процеса полупроводничке литографије са примењеном методом електричног поља.Примењена метода поларизације електричног поља постепено је постала главна технологија припреме периодичних половаLNКристал.Тренутно, периодични полLNкристал је комерцијализован и његова дебљина можеbeвише од 5 мм.

Почетна примена периодичних полLNкристал се углавном сматра за ласерску конверзију фреквенције.Већ 1989. Минг ет ал.предложио концепт диелектричних суперрешетки заснованих на суперрешеткама конструисаним од фероелектричних доменаLNкристали.Обрнута решетка суперрешетке ће учествовати у побуђивању и ширењу светлосних и звучних таласа.Године 1990, Фенг и Зху ет ал.предложио теорију вишеструког квази подударности.1995. Зху ет ал.припремљене квазипериодичне диелектричне суперрешетке техником поларизације на собној температури.1997. године извршена је експериментална верификација и ефективно спајање два оптичка параметарска процеса-удвостручење фреквенције и сабирање фреквенције реализовано је у квазипериодичној суперрешетки, чиме је по први пут постигнуто ефикасно ласерско троструко удвостручење фреквенције.Године 2001, Лиу ет ал.дизајнирао шему за реализацију тробојног ласера ​​заснованог на квази-фазном усклађивању.У 2004. Зху и сарадници су реализовали дизајн оптичке суперрешетке ласерског излаза са више таласних дужина и његову примену у ласерима у потпуности.У 2014, Јин ет ал.дизајнирао оптички суперрешетка интегрисани фотонски чип заснован на реконфигурабилнимLNталасоводна оптичка путања (као што је приказано на слици), постижући ефикасно генерисање заплетених фотона и брзу електро-оптичку модулацију на чипу по први пут.У 2018, Веи ет ал и Ксу ет ал су припремили 3Д периодичне структуре домена засноване наLNкристале, и реализовао ефикасно нелинеарно обликовање снопа коришћењем 3Д периодичних доменских структура 2019. године.

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

Интегрисани активни фотонски чип на ЛН (лево) и његов шематски дијаграм (десно)

Развој теорије диелектричне суперрешетке је промовисао применуLNкристала и других фероелектричних кристала на нову висину, и дао имважни изгледи за примену у потпуно чврстим ласерима, оптичком фреквентном чешљу, компресији ласерских импулса, обликовању зрака и испреплетеним изворима светлости у квантној комуникацији.


Време поста: Феб-03-2022