Reviżjoni qasira tal-Lithium Niobate Crystal u l-applikazzjonijiet tiegħu - Parti 7: Is-Superlattice Dielettrika tal-LN Crystal

Reviżjoni qasira tal-Lithium Niobate Crystal u l-applikazzjonijiet tiegħu - Parti 7: Is-Superlattice Dielettrika tal-LN Crystal

Fl-1962, Armstrong et al.l-ewwel ippropona l-kunċett ta’ QPM (Quasi-phase-match), li juża l-vettur tal-kannizzata invertita pprovdut minn superlattice biex jikkumpensaphase nuqqas ta 'qbil fil-proċess parametriku ottiku.Id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tal-ferroelettriċiinfluwenzas ir-rata ta 'polarizzazzjoni mhux lineari χ2. QPM jista’ jiġi realizzat billi jiġu ppreparati strutturi ta’ dominju ferroelettriku b’direzzjonijiet opposti ta’ polarizzazzjoni perjodika f’korpi ferroelettriċi, inkluż nijobat tal-litju, tantalat tal-litju, uKTPkristalli.LN kristall huwa l-l-aktar wiesa'użatimaterjalf'dan il-qasam.

Fl-1969, Camlibel ippropona li d-dominju ferroelettriku taLNu kristalli ferroelettriċi oħra jistgħu jitreġġgħu lura bl-użu ta 'kamp elettriku ta' vultaġġ għoli 'l fuq minn 30 kV/mm.Madankollu, kamp elettriku għoli bħal dan jista 'faċilment jittaqqab il-kristall.F'dak iż-żmien, kien diffiċli li tipprepara strutturi ta 'elettrodi fini u tikkontrolla b'mod preċiż il-proċess ta' treġġigħ lura tal-polarizzazzjoni tad-dominju.Minn dakinhar, saru tentattivi biex tinbena l-istruttura multi-dominju billi jalternaw laminazzjoni ta 'LNkristalli f'direzzjonijiet ta 'polarizzazzjoni differenti, iżda n-numru ta' ċipep li jista 'jiġi realizzat huwa limitat.Fl-1980, Feng et al.kisbu kristalli bi struttura ta 'dominju ta' polarizzazzjoni perjodika bil-metodu ta 'tkabbir eċċentriku billi biasing iċ-ċentru ta' rotazzjoni tal-kristall u ċ-ċentru termali assi-simetriku tal-kamp, ​​u rrealizzaw il-produzzjoni tal-irduppjar tal-frekwenza tal-laser 1.06 μm, li vverifikat il-QPMteorija.Iżda dan il-metodu għandu diffikultà kbira fil-kontroll fin ta 'struttura perjodika.Fl-1993, Yamada et al.solvuta b'suċċess il-proċess ta 'inverżjoni tal-polarizzazzjoni tad-dominju perjodiku billi għaqqad il-proċess tal-litografija tas-semikondutturi mal-metodu tal-kamp elettriku applikat.Il-metodu ta 'polarizzazzjoni tal-kamp elettriku applikat gradwalment sar it-teknoloġija tal-preparazzjoni mainstream ta' poled perjodikuLNkristall.Fil-preżent, il-poled perjodikuLNkristall ġie kummerċjalizzat u l-ħxuna tiegħu jista 'beaktar minn 5 mm.

L-applikazzjoni inizjali ta 'poled perjodikuLNkristall huwa prinċipalment ikkunsidrat għall-konverżjoni tal-frekwenza tal-laser.Sa mill-1989, Ming et al.ippropona l-kunċett ta 'superlattices dielettriċi bbażati fuq is-superlattices mibnija minn oqsma ferroelettriċi ta'LNkristalli.Il-kannizzata maqluba tas-superlattice se tipparteċipa fl-eċitazzjoni u l-propagazzjoni tal-mewġ tad-dawl u tal-ħoss.Fl-1990, Feng u Zhu et al.ippropona t-teorija tal-kważi tqabbil multiplu.Fl-1995, Zhu et al.superlattices dielettriċi kważi perjodiċi ppreparati b'teknika ta 'polarizzazzjoni tat-temperatura tal-kamra.Fl-1997, saret verifika sperimentali, u akkoppjar effettiv ta 'żewġ proċessi parametriċi ottiċi-l-irduppjar tal-frekwenza u t-total tal-frekwenza ġie realizzat f'superlattice kważi perjodiku, u b'hekk kiseb irduppjar effiċjenti tal-frekwenza tripla tal-laser għall-ewwel darba.Fl-2001, Liu et al.iddisinjat skema biex tirrealizza laser bi tliet kuluri bbażata fuq tqabbil kważi-fażi.Fl-2004, Zhu et al indunaw id-disinn superlattice ottiku ta 'output tal-lejżer b'ħafna tul ta' mewġ u l-applikazzjoni tiegħu f'lejżers ta 'stat solidu kollu.Fl-2014, Jin et al.iddisinjat ċippa fotonika integrata superlattice ottika bbażata fuq konfigurabbli mill-ġdidLNmogħdija ottika tal-waveguide (kif muri fil-figura), li tikseb ġenerazzjoni effiċjenti ta 'fotoni mħabbla u modulazzjoni elettro-ottika ta' veloċità għolja fuq iċ-ċippa għall-ewwel darba.Fl-2018, Wei et al u Xu et al ħejjew strutturi ta 'dominju perjodiku 3D ibbażati fuqLNkristalli, u realizzati iffurmar ta 'raġġ mhux lineari effiċjenti bl-użu ta' strutturi ta 'dominju perjodiku 3D fl-2019.

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

Ċippa fotonika attiva integrata fuq LN (xellug) u d-dijagramma skematika tagħha (lemin)

L-iżvilupp tat-teorija tas-superlatti dielettriċi ppromwova l-applikazzjoni ta 'LNkristall u kristalli ferroelettriċi oħra għal għoli ġdid, u tahomprospetti ta 'applikazzjoni importanti fil-lejżers ta' stat solidu kollu, moxt tal-frekwenza ottika, kompressjoni tal-polz tal-lejżer, iffurmar tar-raġġ u sorsi tad-dawl imħabblin fil-komunikazzjoni kwantistika.


Ħin tal-post: Frar-03-2022