周期性极化铌酸µm(PPLN) 是一种非线性光学材料，广泛用于高效频率转换，例如二次谐波产生 (SHG)、半µm频率产生 (SFG)、差频产生 (DFG) 和光参量振荡 (OPO)。PPLN 功能的关键在于准相位匹配 (QPM) 的应用，这是通过对铌酸µm(LiNbO3) 晶体内的铁电畴进行周期性极化来实现的。
Covesion 的专有极化工艺能够制造出各种设计的高质量周期性极化光栅。
本指南概述了 PPLN 晶体光栅设计及其对不同应用的适用性。
准相位匹配（QPM）
QPM通过周期性地反转PPLN晶体内的非线性系数d33来补偿非线性相互作用中的相位失配。相位匹配条件由[1]给出：
在哪里：
- kp, ks, ki 波向量ctopµmp、信号波和闲置波
- ⋀ 是投票期，
- ∆k 是相位失配。
正确选择极化周期可确保在所需频率转换过程中实现高效的能量传输。所需的极化周期随温度、波长和材料色散而变化，因此需要精确控制光栅的制造过程。
格栅设计类型
Covesion公司能够生产各种各样的格栅设计，包括现成产品和定制解决方案。
单周期光栅
一种用于窄带相位匹配的单周期结构，通常针对特定波长和温度进行优化。
多周期光栅
将多个单周期光栅结构集成到同一晶体中，从而实现宽波长范围内的相位匹配。
啁啾光栅和非周期光栅
一种连续变化的极化周期，专为宽带相位匹配和脉冲压缩应用而设计。该设计可以是线性的，也可以是非周期性的，以优化跨多个波长的转换并精确控制输出光谱µm 。
扇形格栅
通过改变极化周期，使光束在晶体宽度方向上平移，即可实现一系列波长范围内的相位匹配。这使得晶体能够在固定温度下进行波长调谐。这种技术常用于光参量振荡器（OPO）系统中，通过温度和空间调谐相结合的方式产生可调谐的中红外波。
S µm mary
PPLN晶体光栅设计通过准相位匹配实现高效的频率转换。通过精心选择和优化极化周期、结构和制造工艺，PPLN光栅可定制用于各种光学应用，覆盖从390nm到6µm的整个铌酸锂µm级透射窗口。如需了解我们提供的标准和定制晶体设计的更多详情，请联系我们。
参考
- JA Armstrong，“非线性介质中光波的相互作用”，物理评论 127 (6), 1918 (1962)
