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非线性光学晶体材料发展趋势

 从整个非线性光学晶体材料、器件及整体设备来说,美国、日本等发达国家是产业链大国,在大规模生产的非线性光学晶体如LiNbO3占据垄断地位。小规模的材料品种如KTP、BBO、LBO等,主要是中国、立陶宛等占具优势地位。接下来我们看看光宝光电给大家介绍的关于非线性光学晶体材料的几个发展阶段的取趋势

  1、紫外向更短波段的发展

  发展全固深紫外(200nm)相关光源,是现在国际光电子行业最前沿的研究项目之一,这是因为紫外激光在很多高技术行业发挥十分重要的应用,如新一代的集成电路光刻工艺需要全固的紫外相关光源;

  光电子能谱、光谱技术中,急切需要可调谐的全固深紫外相关光源,这对推动深紫外光谱、能谱仪的发展将发挥关键性的作用,并将开辟一个新的物质科学研究行业;

非线性光学晶体材料发展趋势
非线性光学晶体材料发展趋势

  深紫外相关光源还将极大地推动激光精密机械加工业的发展。由于现在还没有直接输出深紫外波长的激光晶体问世,解决固态深紫外激光光源的关键问题集中在紫外波段的NLO变频晶体的研制和应用开发,其带动相关工业发展和技术进步的前景是十分诱人的。

  2、现有非线性光学晶体性能的改进以及新晶体的开发

  一个最典型的例子是化学计量比的LiNbO3(简称SLN),由于结构完整性提高,SLN较普通的一致熔融铌酸锂(简称CLN)性能上有质的飞越,若解决了的实用化技术,将会在光电子、光通信等行业产生革命性的变革。

  BBO是首先用来将Nd:YAG输出的1064nm激光四倍频获得266nm紫外光的非线性光学晶体。在该频率转换行业已应用了几十年。但该晶体在输出266nm激光的功率超过180毫瓦时,便会产生光折变损伤而被打坏。

  新近研制成熟的CLBO晶体,不但晶体生长比BBO容易、长出的单晶比BBO大,而且在266nm输出达40瓦时,也未被打坏。在此行业,CLBO有替代BBO的趋势。

  3、非线性光学晶体的周期性极化准相位匹配技术(QPM)

  我国在周期及准周期极化相位匹配的研究方面处于国际领先水平。由于这类准相位匹配器件可以充分发挥晶体的非线性光学性能,而且一块晶体可以同时完成倍频、和频、参量振荡等功能。

  所以这类技术在光通信、激光显示、空气污染检测、医药以及国防等方面都有重要的应用,QPM材料及器件正显示其极强的生命力。现在比较重要的有PPLN、PPKTP及PPRTA等(“PP”也为“准相位匹配”表示法之一)。

  4、红外波段的非线性光学晶体

  相对于可见和紫外波段的非线性晶体,红外波段的非线性晶体发展比较慢,主要原因是现有的红外非线性晶体的光损伤阈值太低,直接影响了实际使用。由于红外非线性光学晶体在军事上有重要应用前景,这一类晶体材料成为非线性光学领域的一个重点发展方向。

  5、新型的光折变晶体材料

  现有的光折变材料如LiNbO3、BaTiO3等在进行光学信息存储应用时,其光折变响应速度还不够快、存储噪声还比较大,这两方面的性能还不能与目前广泛应用的电磁存储技术相比。故必须寻找新型的、性能更好的光折变晶体材料或进一步对现有的光折变材料改性提高。

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