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非線性光學晶體材料發展趨勢

 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。接下來我們看看光寶光電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取趨勢

  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;

非線性光學晶體材料發展趨勢
非線性光學晶體材料發展趨勢

  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。現在比較重要的有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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