問(wèn) : 什么是PPLN？周期性極化鈮酸鋰（PPLN）？
答：PPLN是一種高效的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的非線(xiàn)形晶體，可用于倍頻、差頻、和頻及光學(xué)參量振蕩和光學(xué)參量放大等。PPLN脆硬、透明，使用中須進(jìn)行溫度控制。 PPLN代表周期性極化反轉(zhuǎn)的鈮酸鋰晶體。當(dāng)光在鈮酸鋰晶體中沿著一定方向傳播時(shí)，由于光依次經(jīng)過(guò)周期性反轉(zhuǎn)疇區(qū)域，PPLN的非線(xiàn)性系數(shù)會(huì)發(fā)生周期性變化。通過(guò)選擇合適的PPLN周期可以實(shí)現(xiàn)高效率波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換所需的準(zhǔn)相位匹配（QPM)）條件。疇反轉(zhuǎn)是通過(guò)在晶體兩端加高電場(chǎng)使鈮酸鋰晶體中的鋰離子從一個(gè)穩(wěn)定勢(shì)場(chǎng)位置躍遷到另一個(gè)穩(wěn)定勢(shì)場(chǎng)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PPLN使用壽命較長(zhǎng)， Covesion已推出成熟的商品。
問(wèn) : 為什么要采用摻雜氧化鎂的鈮酸鋰晶體？
答:同成分摻雜氧化鎂鈮酸鋰(LN)晶體具有良好的性能，因此它能滿(mǎn)足低成本高效率地產(chǎn)生高功率激光的要求，其中包括高非線(xiàn)性系數(shù)（LN為34 pm/V， 作為對(duì)比：KTP 為15 pm/V， LBO 為0.85 pm/V，LT 為26 pm/V）；較大面積的商用晶圓（同成分的LN可以達(dá)到4英寸， LT僅為2英寸，KTP 和 LBO大約為 1英寸）；相對(duì)低廉的晶體價(jià)格（比LT， KTP 和 LBO便宜得多）；高光損傷閾值（遠(yuǎn)高于非摻雜的LN和KTP，與LBO和摻氧化鎂的LT相當(dāng)）。
問(wèn) : PPLN的應(yīng)用？
答: PPLN芯片可用于高效率地將商用半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到半導(dǎo)體二極管無(wú)法提供的光波波長(zhǎng)(例如綠光)。選擇適當(dāng)?shù)腜PLN周期和泵浦波長(zhǎng)就能得到從350 nm到近5000nm波長(zhǎng)范圍的轉(zhuǎn)換光。這項(xiàng)技術(shù)所提供的紅，綠，藍(lán)（即RGB）及中紅外光可以廣泛用于激光顯示，生物醫(yī)學(xué)儀器，傳感器和通信等領(lǐng)域。
問(wèn) : 如何產(chǎn)生用于激光顯示的RGB激光光源？
答:激光顯示迫切需要低成本，小體積，高性能，全固態(tài)的RGB激光器。PPLN提供了一個(gè)有效的方法來(lái)產(chǎn)生RGB光。例如，小型綠光和藍(lán)光（如532nm，473nm）光源可以通過(guò)二極管泵浦全固態(tài)（DPSS）激光技術(shù)產(chǎn)生，其中采用808nm激光二極管通過(guò)激光晶體產(chǎn)生用于倍頻的基波。RGB激光也可以直接通過(guò)倍頻泵浦激光產(chǎn)生，例如，可以直接通過(guò)976nm激光二極管的倍頻產(chǎn)生醫(yī)療儀器中所需的藍(lán)光（如488nm）。
問(wèn) : 如何產(chǎn)生光學(xué)傳感應(yīng)用的中紅外光？
答:光學(xué)傳感法檢測(cè)微量氣體需要運(yùn)用從2000到5000nm范圍的中紅外（IR）的相干光源。PPLN是一個(gè)能通過(guò)差頻法（DFG）生成高效的中紅外光的極好材料。例如，采用1064 nm和1550 nm作為泵浦激光，極化反轉(zhuǎn)周期設(shè)計(jì)合適的PPLN用DFG法可以產(chǎn)生波長(zhǎng)約3400nm中紅外光。中紅外光也可以通過(guò)光參量振蕩器（OPO）的方法產(chǎn)生，利用單光（如1064 nm）和光學(xué)諧振腔產(chǎn)生。
問(wèn): 如何用PPLN實(shí)現(xiàn)全光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換？
答:全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器是下一代光通信網(wǎng)絡(luò)必需的關(guān)鍵組件。波導(dǎo)型 PPLN具有通信網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換所需的各種優(yōu)異性能。例如，使用波長(zhǎng)為770nm的泵浦光利用差頻（DFG）實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)從1550nm到1530nm的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換也可以通過(guò)級(jí)聯(lián)非線(xiàn)性過(guò)程實(shí)現(xiàn)，其中先利用波長(zhǎng)為1540nm泵浦光通過(guò)SHG產(chǎn)生波長(zhǎng)為770nm光，再用得到的770nm光通過(guò)DFG實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。我們已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，高效率轉(zhuǎn)換可以通過(guò)采用波導(dǎo)型PPLN來(lái)實(shí)現(xiàn)。
問(wèn)：PPLN的偏振入射方向？有效非線(xiàn)形系數(shù)？
答：PPLN的入射偏振應(yīng)跟厚度方向相一致，為I類(lèi)相位匹配。其有效非線(xiàn)形系數(shù)即為鈮酸鋰材料的最大非線(xiàn)形系數(shù)。
問(wèn)：PPLN及MgO:PPLN晶體損傷閾值？
答：PPLN可承受功率密度約0.5MW/cm2，MgO:PPLN損傷閾值較高，為2MW/cm2。
準(zhǔn)相位匹配（Quasi-phase-matching）？
準(zhǔn)相位匹配（Quasi-phase-matching）是非線(xiàn)性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換的一種重要技術(shù)，其思想最早由J. Armstrong等人[1]于1962年提出，V. Berger[2]于1998年將它推廣到二維結(jié)構(gòu)，并提出非線(xiàn)性光子晶體非線(xiàn)性光子晶體的概念。非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)化中要求動(dòng)量守恒，在普通非線(xiàn)性晶體中由于色散的存在較難實(shí)現(xiàn)，特別是同時(shí)多個(gè)非線(xiàn)性相互作用的，而非線(xiàn)性周期性結(jié)構(gòu)提供的倒格矢則能較容易地實(shí)現(xiàn)相位匹配。通過(guò)在非線(xiàn)性介質(zhì)中構(gòu)造周期性的結(jié)構(gòu)（非線(xiàn)性光子晶體），它能有效的實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)化。相對(duì)通常的完美相位匹配（溫度匹配，角度匹配），這種方法稱(chēng)為準(zhǔn)相位匹配，它能更容易利用較大的非線(xiàn)性系數(shù)。因此，現(xiàn)在這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域，并且實(shí)現(xiàn)了一些普通晶體中難以做到的現(xiàn)象。
準(zhǔn)相位匹配需要在非線(xiàn)性光子晶體中實(shí)現(xiàn)，在非線(xiàn)性光學(xué)發(fā)展初期，這種技術(shù)主要停留在理論階段。20世紀(jì)90年代，隨著非線(xiàn)性晶體生長(zhǎng)和極化技術(shù)的提高，非線(xiàn)性光子晶體的制作得到極大發(fā)展。1993年，Yamada等人首次利用電極化反轉(zhuǎn)的方法制作出光學(xué)超晶格；1995年，M. Fejer等人制作出大塊周期性極化鈮酸鋰（periodically poled lithium niobate, PPLN）; 1997年，閔乃本等人（N.B. Ming et al.）制作出準(zhǔn)周期極化光學(xué)超晶格，并用首次利用單束光單塊晶體實(shí)現(xiàn)了三倍頻綠光的產(chǎn)生；1999年，N. Broderick等人制作出第一個(gè)二維非線(xiàn)性光子晶體，并驗(yàn)證了非線(xiàn)性布拉格衍射?，F(xiàn)在，非線(xiàn)性光子晶體中的準(zhǔn)相位匹配技術(shù)已廣泛應(yīng)用于二次，三次和高次諧波的長(zhǎng)生，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，參量轉(zhuǎn)換等過(guò)程。
重要成果？
1. 電極化制作PPLN
2. 大塊PPLN的實(shí)現(xiàn)
3. 單束光單晶體直接三倍頻
4. 三原色激光器
成功案例：
西安光機(jī)所 上海光機(jī)所 浙江大學(xué) 四川大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 天津大學(xué)華中科大 中科院物理所 浙江師范大學(xué) 南開(kāi)大學(xué) 南京大學(xué) 上海交大等等 企業(yè)客戶(hù)保密
滬公網(wǎng)安備31011502016460號(hào)
