Краток преглед на кристалот на литиум ниобат и неговите апликации - Дел 7: Диелектричната суперрешетка на кристалот LN

Краток преглед на кристалот на литиум ниобат и неговите апликации - Дел 7: Диелектричната суперрешетка на кристалот LN

Во 1962 година, Армстронг и сор.прво го предложи концептот на QPM (квази-фаза-совпаѓање), кој го користи векторот на превртената решетка обезбеден од суперрешетка за да се компензираpима несовпаѓање во оптички параметарски процес.Насоката на поларизација на фероелектрикатавлијаниеs нелинеарната стапка на поларизација χ2. QPM може да се реализира со подготовка на структури на фероелектрични домени со спротивни периодични насоки на поларизација во фероелектрични тела, вклучително и литиум ниобат, литиум танталат иКТПкристали.LN кристалот енајширококористениматеријалво оваа област.

Во 1969 година, Камлибел предложил фероелектричниот домен наLNи други фероелектрични кристали може да се поништат со користење на високонапонско електрично поле над 30 kV/mm.Сепак, толку високо електрично поле може лесно да го пробие кристалот.Во тоа време, беше тешко да се подготват фини електродни структури и прецизно да се контролира процесот на враќање на поларизацијата на доменот.Оттогаш, направени се обиди да се конструира структура со повеќе домени со наизменично ламинирање наLNкристали во различни насоки на поларизација, но бројот на чипови што може да се реализираат е ограничен.Во 1980 година, Фенг и сор.добил кристали со структура на доменот на периодична поларизација со методот на ексцентричен раст со пристрасување на центарот на кристална ротација и оскино-симетричниот центар на топлинското поле и го реализирал излезот на удвојување на фреквенцијата од 1,06 μm ласер, кој го потврдилQPMтеорија.Но, овој метод има големи тешкотии во фината контрола на периодичната структура.Во 1993 година, Јамада и сор.успешно го реши процесот на инверзија на периодична поларизација на доменот со комбинирање на процесот на полупроводничка литографија со применетата метода на електрично поле.Применетата метода на поларизација на електричното поле постепено стана мејнстрим технологија за подготовка на периодично полирањеLNкристал.Во моментов, периодичниот полLNкристалот е комерцијализиран и неговата дебелина можеbeповеќе од 5 mm.

Првичната примена на периодични полираниLNкристалот главно се смета за ласерска конверзија на фреквенција.Уште во 1989 година, Минг и сор.го предложи концептот на диелектрични суперрешетки врз основа на суперрешетки изградени од фероелектрични домени наLNкристали.Превртената решетка на суперрешетката ќе учествува во возбудувањето и ширењето на светлосните и звучните бранови.Во 1990 година, Фенг и Жу и сор.ја предложи теоријата на повеќекратно квази совпаѓање.Во 1995 година, Жу и сор.подготвени квазипериодични диелектрични суперрешетки со техника на поларизација на собна температура.Во 1997 година, беше спроведена експериментална верификација и ефективно спојување на два оптички параметарски процеси-удвојувањето на фреквенцијата и сумирањето на фреквенцијата беше реализирано во квази-периодична суперрешетка, со што за прв пат се постигна ефикасно ласерско удвојување со тројна фреквенција.Во 2001 година, Лиу и сор.дизајнираше шема за реализација на ласер со три бои врз основа на квазифазно совпаѓање.Во 2004 година, Zhu et al го реализираа дизајнот на оптичка суперрешетка на ласерски излез со повеќе бранови должини и неговата примена во ласери со целосно цврста состојба.Во 2014 година, Џин и сор.дизајнираше оптичка суперрешетка интегриран фотонски чип базиран на реконфигурирачкиLNоптичка патека на брановоди (како што е прикажано на сликата), со што за прв пат се постигнува ефикасно генерирање на заплеткани фотони и електрооптичка модулација со голема брзина на чипот.Во 2018 година, Wei et al и Xu et al подготвија 3D периодични структури на домени врз основа наLNкристали и реализирано ефикасно нелинеарно обликување на зрак со користење на 3D периодични структури на домени во 2019 година.

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

Интегриран активен фотонски чип на LN (лево) и неговиот шематски дијаграм (десно)

Развојот на теоријата на диелектрична суперрешетка ја промовираше примената наLNкристал и други фероелектрични кристали до нова висина, и им се дадениважни изгледи за примена кај ласерите со целосно цврста состојба, чешел со оптичка фреквенција, компресија на ласерски импулс, обликување на зрак и заплеткани извори на светлина во квантната комуникација.


Време на објавување: Февруари-03-2022 година