中文
  • 繁体
  • English

Q&A  常见问题


暂无数据

中文
  • 繁体
  • English

PPLN材料特性

 

 

PPLN材料关键特性

 

非线性光学材料的关键特性可分为:(1)透光率,(2)折射率,(3)非线性光强度和相位匹配方案,以及(4)损伤阀值。透光率表示光线透过介质的能力。材料的折射率材料对光的折射能力,折射率与介质的电磁性质密切相关。非线性光强度和相位匹配方案是所选非线性光学材料的混频效率的主要因素。损伤阀值表征了器件在不引起材料表面或内部激光损伤的情况下所能处理的最大输入/输出功率。表1概述了非线性材料的透光率和其他关键特征。

表1:材料的关键特性

 

 

 

 

PPLN材料透光率

 

图1为未镀膜的LiNbO3 (CLN)的波长透过率曲线。在UV和MIR透明范围之间的透过率未达到100%,可以通过镀适当AR膜进行校正。然而,在紫外附近和MIR附近的陡坡是由于材料吸收造成的。另外,由于OH-的吸收,在2870nm附近有一个透射衰减.如图2所示,未度膜的CLT、7% MgCLT和5% MgCLN的材料中,在紫外附近和MIR附近区域,波的透射率与波长的比值。与MgCLN相比,MgCLT材料有更大的透光范围(尤其是近紫外范围),因此当应用波长超过MCLN的透光范围时,尽量会选择MCLT材料族。除了透明范围外,选择合适的非线性光学材料还需要考虑其他几个因素(如非线性强度和实现有效相位匹配的可行性)。

                                         图1:CLN的波长透过曲线

          

                     图2  1毫米厚CLT、7%MgCLT和5%MgCLN的透射光谱:

(a)普通波的UV区,(b)特殊波的UV区,(c)普通波的MIR区,(d)特殊波的MIR区。

 

虽然通常情况下,当波长<400nm和>4000nm时,透射率开始下降,但CLN仍然适用于这些范围,但具有较高的吸收损耗。

 

PPLN材料折射率

 

与温度相关的折射率由下面的Sellmeier方程描述。

 其中与温度有关的参数ƒ是

 

 Sellmeier系数如下:

这种特性描述了色散特性(折射率与波长的关系)和双折射特性(偏振相关),从而决定了相位匹配条件、相位匹配带宽等。

 

 

非线性强度

 

介质对电场的响应强度是二阶非线性光学的特征。我们可以定义一个[6×3]二维非线性介质张量数组,俗称Kleinman d-张量,用来描述非线性强度:

而实际情况下,由于晶体结构对称性的原因,许多张量分量可以减少到零,这取决于晶体的类别。例如,LiNbO3的d-张量(它是三维晶体类)可以表示为

其中非线性系数d22=2.59pm/V,d31=4.85pm/V,d33=25.3pm/V。非线性混频效率以有效非线性系数的大小deff,单位pm/V来表示。对于沿z轴极化的QPM结构,deff将减少至a 2/π,即deff=(2/π)d33

 

 

损伤阀值

 

损伤阈值,表征被激光辐照的介质抗激光损伤能力的重要参量。激光能量的高度集中会引起介质内部或表面的局部变形甚至完全被损坏。介质在单位面积上所能承受的最大激光功率,称为该介质的激光损伤阈值。

影响激光损伤阀值(LIDT)的因素可概括为以下几个方面:

(1)与介质本身性能密切相关,包括介质的成分、光学均匀性、光学吸收性、热学性质等;

(2)与辐照的激光性质有关,包括激光频率、激光脉宽、激光光束束斑等;

(3)与光学元件的加工工艺过程有关,如光学元件上留下的加工痕迹、镀膜方法、膜材料的纯度等甚至实验操作空间的清洁程度也会影响介质的损伤。

 

从实际应用的角度,激光损伤阀值(LIDT)将取决于工作波长、峰值/平均功率、空间聚焦条件、脉冲宽度、脉冲能量、表面质量以及集成封装等的设计。

 

 

Copyright @ 2018 福建中科晶创光电科技有限公司.All Rights Reserved

Copyright @ VillaGrandis All Rights Reserved福建中科晶创光电科技有限公司版权所有        

客服中心
二维码
复制成功
微信号:1234
添加微信好友,详细了解产品
我知道了