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非線性晶體相關內容介紹

  自從1960年美國科學家Maiman發明了世界首臺紅寶石激光器之后,人們便意識到了非線性晶體是能夠被所看到的。考慮到激光的光場或電場非常強,例如達到1KV/cm,電場與物質產生作用的時候,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,在光譜上發現一個很弱的二倍頻的斑點,首次確認了二倍頻的形成。正是借助激光非常強的光頻電場,非線性晶體得到產生和發展。

  激光的出現使得非線性光學效應擁有了實踐應用的可能,非線性效應并且也受到激光強度密度的影響。非線性光學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。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。按照目前常用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),可以將介質分成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。

  現有的非線性晶體有上百種,常見的就是鈮酸鋰(LiNbO3—LN)、鉭酸鋰(LiTaO3—LT)、磷酸二氫鉀(KH2PO4—KDP)、磷酸二氘鉀(KD2PO4—DKDP)、碘酸鋰(LiIO3—LI)、磷酸氧鈦鉀(KTiOPO4—KTP)、偏硼酸鋇(BaB2O4—BBO)、三硼酸鋰(LiB3O5—LBO)、鈮酸鉀(KNbO3—KN)、硼酸銫(CSB3O5—CBO)、硼酸銫鋰(LiCSB6O10—CLBO)、氟硼酸鉀鈹(KBe2BO3F2—KBBF)以及硫銀鎵(AgGaS2—AGS)、硒鎵銀(AgGaSe2—AGSe)、砷鎘鍺(CdGeAs—CGA)、硒化鎘CdSe、硒化鎵GaSe、磷鍺鋅(ZnGeP2—ZGP)等,廣泛應用于激光倍頻、和頻、差頻、光參量放大以及電光調制、電光偏轉等。

  χ(2)非線性的介質主要運用于參量非線性頻率轉換(例如在倍頻器和光學參量振蕩器中)和電光調制器,而χ(3)非線性則造成Kerr效應,拉曼效應和四波混頻。基本上都使用人造晶體,而不是天然的。

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