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      1. PPLN晶體-激光波長轉換革命性技術

        時間:2020-02-26 來源:新特光電 訪問量:1318

        PPLN晶體登上歷史舞臺,體積小,轉換效率高!周期性極化鈮酸鋰(PPLN)一種改變激光波長的高效晶體,PPLN在激光顯示領域的應用Covesion為激光顯示提供摻鎂的PPLN晶體(MgO:PPLN)。通過摻鎂大幅度提高了晶體的光學損傷及光折變閾值,同時保持高的非線形系數:理想的將低成本的近紅外激光轉換成紅綠藍三色。為OEM量產提供優質的原材料。PPLN在中紅外領域的應用我們的PPLN能夠滿足許多工程領域中在中紅外具有針對性和可調諧的廣泛應用,包括遠程氣體探測、光譜分析、制藥過程監督等 。

        許多材料具有非線形特性,但鈮酸鋰的效果明顯強于其他傳統的材料。為充分利用鈮酸鋰晶體的高的非線性系數,Convesion提供了所謂“周期性你極化”的微結構。這種工藝可使晶體最佳地工作在不同波長,器件可用于倍頻、差頻、和頻和光學參量放大,以及其他非線形成過程。PPLN的典型使用是將聚焦的激光光束通過一定長度的晶體,光在晶體的另一端發出新波長的光及殘余的輸入光。為達到非線形晶體的最高轉換效率,入射光和目標光波長必須“相位匹配”,使它們彼此同步。大多數非線形晶體,不同波長光傳播速度不同,導致它們在晶體中傳播時相位失配。傳統的波長轉換晶體,如:BBO或LBO,相位匹配是通過沿特定的晶體方向來完成,該方向由于雙折射效應兩波長光傳播保持同步。鈮酸鋰,雖然非線形系數遠大于其他晶體,但將它進行周期性極化,可實現“準”相位匹配。因此,鈮酸鋰的高轉換效率可在實踐中加以使用。PPLN能達到轉換效率很大程度上取決于激光束的屬性。例如,優化的短脈沖激光單次通過晶體可獲得80的轉換效率,但使用連續激光器,轉換效率就可能下降到只有幾個百分點。PPLN是將產生的鈮酸鋰原材料晶圓進行所謂的“周期性極化”獲得。鈮酸鋰是鐵電晶體,在每個晶胞單元,由于鈮離子和鋰離子的晶格位置略有偏移,便產生了一個小的電偶極矩。通過施加一個強的電場,可以逆轉這種結構,重新分布晶體中的偶極矩。反轉鈮酸鋰結構的電場約為22KV/mm,反轉時間僅需幾個毫秒,之后該反轉結構的加工。對OPO和其他可調諧應用,利用多周期結構可從單一泵浦光得到寬波長范圍的光。光聚焦到不同周期光柵可實現波長的粗調,晶體的溫度變化則可實現精細調節。

        PPLN是一種高效的非線形晶體,獲得最大的波長轉換效率必須對溫度進行控制,并且晶體內部均勻的溫度分布也很重要。Covesion提供了一系列的溫度控制夾具或溫控爐,以及溫度控制器,盡量提高波長轉換性能。改變晶體問題,也用于OPO中窄范圍的波長調諧或其他波長轉換應用。PPLN擴展了現有的激光系統,光譜覆蓋可見到中紅外。PPLN所提供的實際有效的波長轉化,使得它成為各行業應用的焦點,如顯示器、航空、電信、環境檢測等。

        新特光電提供的周期極化鈮酸鋰晶體(Periodically Poled Lithium Niobate,PPLN)和周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體(MgO:PPLN)是一種全新的非線性光學晶體,它可以實現從可見光到中紅外光的倍頻、和頻、光學參量振蕩等高效頻率變換。摻5% MgO 的PPLN 的光損傷閾值和光折變閾值大幅增加(與未摻MgO 的PPLN 相比),性能更加穩定并適合室溫使用。英國Covesion 公司的MgO:PPLN 的為460-5100nm,極化周期4.5-33μm, 非線性系數大、無走離,通過設計周期,可以實現全波段的輸出,尤其是MgO:PPLN 通過光學參量振蕩可以實現寬調諧、高效的近紅外和中紅外激光輸出?;贛gO:PPLN-OPO 開發的全固態紅外激光器,具有體積小、可靠性高、成本低等優點。

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