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非線性晶體的特點以及應用

  非線性光學晶體材料是不可或缺的光電信息新型功能材料,在激光頻率轉換、信息通訊、光數字信號處理等多個領域都具備廣泛而極為重要的應用。由于科技的進步,技術的創新與發展對非線性晶體材料明確了更多、更高與更全面的標準。其中,作為全固態激光器輸出紫外、深紫外激光的關鍵元件,紫外、深紫外非線性晶體的研制、運用亟待發展與突破。

  自從1960年美國科學家Maiman創造了世界首臺紅寶石激光器之后,人們便意識到非線性光學是可以被體驗到的。鑒于激光的光場或電場非常強,例如達到1KV/cm,電場與物質發生作用的時候,非線性現象就難以被忽視。1961年,Franken等運用紅寶石激光器照射石英晶體,在光譜上看到了一個比較弱的二倍頻的斑點,初次證實了二倍頻的產生。恰好是借助激光充分強的光頻電場,非線性光學得以產生和發展。

  激光的出現使得非線性晶體效應有了實踐應用的可能性,非線性效應同時也受到激光強度密度的影響。非線性晶體技術的發展拓寬了激光光譜的范圍,進而成為一種新的波長激光的獲取手段。想要實現非線性光學效應,那就要有可利用的非線性介質,可以實現光波的相位匹配。

  伴隨著激光技術發展到今天,非線性介質也得到了長足的進步。非線性晶體發展趨勢非常好,受到國家特別重視。按照目前常見的兩種相位匹配技術二次折射相位匹配(BPM)和準相位匹配(QPM),可以把介質分為非線性晶體和周期極化晶體。周期極化晶體是在非線性晶體中制備出周期結構。

  經過不斷發展,我國非線性光學晶體行業競爭能力進一步提升,在一些產品領域處于國際主導作用,國外需求依靠從全國進口,但仍有部分新產品開發與生產技術與美國、日本企業相比較相差很大。

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