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激光晶體

非線性光學晶體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(一)

星之球激光 來源:激光網(wǎng)2011-12-09 我要評論(0 )   

非線性 光學晶體 是重要的 光電 信息功能材料之一,是光電子技術(shù)特別是 激光 技術(shù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ),其發(fā)展程度與激光技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。 非線性光學晶體材料可以用來進...

  非線性光學晶體是重要的光電信息功能材料之一,是光電子技術(shù)特別是激光技術(shù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ),其發(fā)展程度與激光技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。

  非線性光學晶體材料可以用來進行激光頻率轉(zhuǎn)換,擴展激光的波長;用來調(diào)制激光的強度、相位;實現(xiàn)激光信號的全息存儲、消除波前疇變的自泵浦相位共軛等等。所以,非線性光學晶體是高新技術(shù)和現(xiàn)代軍事技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料,各發(fā)達國家都將其放在優(yōu)先發(fā)展的位置,并作為一項重要戰(zhàn)略措施列入各自的高技術(shù)發(fā)展計劃中,給予高度重視和支持。

  伴隨著激光技術(shù)從上世紀六十年代發(fā)展至今,非線性光學晶體也得到長足的發(fā)展,從最初的石英倍頻晶體開始,不斷涌現(xiàn)出鈮酸鋰(LiNbO3—LN)、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)、砷鎘鍺(CdGeAs—CGA)、磷鍺鋅(ZnGeP2—ZGP)等非線性光學晶體,廣泛應用于激光倍頻、和頻、差頻、光參量放大以及電光調(diào)制、電光偏轉(zhuǎn)等。比較有代表的例子是:用LN制作的光波導器件及調(diào)制器件,已廣泛應用于光通訊;利用KTP晶體的商業(yè)內(nèi)腔倍頻YAG激光器,其綠光輸出可達幾百瓦;用CBO和頻的YAG三倍頻激光器,355nm輸出已達17.7瓦;用CLBO四倍頻的YAG激光器,266nm紫外光輸出已達42瓦;用KBBF直接六倍頻已獲177.3nm的深紫外激光;使用KTP、BBO、LBO的光參量振蕩器,其調(diào)諧范圍覆蓋了可見光到4.5m波段,并實現(xiàn)單縱模運轉(zhuǎn)。

  就非線性光學晶體、器件及應用整個領(lǐng)域的科技水平來看,發(fā)達國家如美國、英國等居于世界前列,從最初的原理提出、新材料的探索、器件的開發(fā),他們都作出了重要的貢獻。在非線性晶體材料的生產(chǎn)上,日本、中國、和前蘇聯(lián)的一些國家如俄羅斯、烏克蘭、立陶宛等,占有重要的地位,而美國和歐洲一些國家則主要側(cè)重于非線性晶體器件及設(shè)備的制造。我國在非線性光學晶體領(lǐng)域占有重要的地位。

一、中國在本領(lǐng)域的世界地位

  我國無論在非線性光學晶體的學術(shù)研究還是產(chǎn)業(yè)化方面,都在國際上有著重要的影響,特別是在可見、紫外波段非線性晶體的研究方面一直處于領(lǐng)先水平,受到世界矚目。我國在非線性晶體領(lǐng)域最主要的成就是(1)發(fā)明了摻鎂LiNbO3晶體,通過摻雜使得LiNbO3的抗損傷閾值提高了兩個數(shù)量級以上,大大開拓了鈮酸鋰晶體的應用領(lǐng)域;(2)在硼酸鹽系列中發(fā)現(xiàn)并研制出-BBO、LBO、CBO、KBBF等一系列性能優(yōu)異的紫外非線性光學晶體,開創(chuàng)了紫外激光倍頻的新紀元,使得人類不斷向固體紫外激光的極限推進;(3)首次在國際上用溶劑法生長出可實際應用的KTP大單晶,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,使KTP晶體在全世界得到普遍的應用,促進了激光技術(shù)的發(fā)展。(4)主導了周期、準周期極化人工微結(jié)構(gòu)非線性光學晶體材料的研究和實驗驗證,開拓了非線性光學晶體的新領(lǐng)域。

  我國多種非線性光學晶體的生長技術(shù)居國際先進水平,國外已有的所有晶體生長方法我國都有,幾乎所有重要的非線性光學晶體都已生長出來,一些重要晶體滿足了國內(nèi)重大工程需求,一批高技術(shù)晶體已成為商品,在國際上享有盛譽。

 

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