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三维准相位匹配研究进展

杜金恒  宋伟  张怀金  
【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。

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