三维准相位匹配研究进展

作     者：杜金恒 宋伟 张怀金 Du Jinheng;Song Wei;Zhang Huaijin

作者机构：山东大学晶体材料研究所晶体材料国家重点实验室山东济南250100 中电科技德清华莹电子有限公司浙江湖州313000 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2021年第48卷第12期

页      面：236-262页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51632004) 国家自然科学基金面上项目(51772172) 

主　　题：非线性光学 三维准相位匹配 铌酸锂晶体 钛酸钡钙晶体 钽铌酸钾晶体 

摘      要：非线性光子晶体(nonlinear photonic crystal,NPC)具有空间相关的二阶非线性系数,可以通过准相位匹配(quasi-phase matching,QPM)有效地控制非线性光学相互作用。一维和二维NPC已被广泛用于激光频率转换、空间光调制和非线性光学成像中。然而,受传统极化方法的限制,三维(3D)NPC的实现仍然是非线性光学领域的最大挑战之一。从准相位匹配的基本理论出发,综述了目前利用飞秒激光选择性地擦除铌酸锂(LiNbO_(3),LN)晶体非线性系数的3D LN NPC实验进展、在铁电钛酸钡钙(Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_(3),BCT)晶体的自发畴结构中实现3D调制的QPM以及使用激光直写技术在BCT晶体中制造3D NPC的进展。另外,还介绍了一种具有自发的魔方立方状畴结构的天然钽铌酸钾(KTa_(0.56)Nb_(0.44)O_(3),KTN)钙钛矿NPC,无需外部极化即可直接满足3D QPM条件。3D NPC晶体可以广泛应用于需要产生和控制新频率光的领域,实现非线性光束整形、非线性成像和三维非线性全息等应用。