晶体长度
每个晶体都有一个相关的泵浦接受带宽，该带宽与长度成反比，因此晶体长度是选择晶体时的一个重要因素。这个接受带宽是由相互作用波之间的群速度不匹配引起的。
对于窄带连续波源，我们较长的晶体长度（20 至 40 mm）应能提供最佳效率。然而，对于脉冲源，如果泵浦带宽比晶体接受带宽宽得多，则长晶体可能会产生负面影响。对于纳秒脉冲，我们通常建议长度为 10 mm，而我们的最短长度为 0.5 至 1mm，是飞秒脉冲系统的理想选择。
对于飞秒脉冲的SHG，如果泵浦带宽明显宽于接受带宽，仍然有可能实现高转换效率。可接受带宽之外的泵浦频率仍然可以通过产生和频来提高转换效率，基本上将宽带泵浦压缩成一个相对窄带的倍频脉冲 [1]。
偏正态
为了获得铌酸锂的最高非线性系数，输入光必须是 e 偏振的，即偏振必须与晶体的偶极矩对齐。通过光的偏振轴平行于晶体厚度方向来实现。这适用于所有非线性相互作用。
这种配置称为 0 型相位匹配 (ee-e)，因为所有相互作用的光束都具有相同的偏振。
I 型相位匹配 (oo-e) 和 II 型相位匹配 (eo-e) 方案在 PPLN 中也是可能的，例如用于生成单光子。请联系 Covesion 讨论您的要求。
聚焦和光学布置
通常，Covesion 晶体由多个周期组成，每个周期通光孔径为 0.5×0.5mm2 或 1.0×1.0mm2，长度可达 40mm。为了在 PPLN 中实现高转换效率，泵浦光束应聚焦到周期中，焦点在晶体长度中点上。
对于连续激光器的倍频，Boyd 和 Kleinmann 的理论结果表明，当晶体长度与共焦参数之比为 2.84 时，可以获得最佳效率 [2]。 （共焦参数是瑞利范围的两倍）。对于 和频也是如此，其中两个泵浦光束也应该具有相同的瑞利范围。
对于差频和OPO，最佳效率需要共焦聚焦条件，即瑞利范围是晶体长度的一半。
这些聚焦条件也适用于脉冲激光器，但由于峰值功率高，光斑尺寸要求不太敏感。 （注意晶体损伤阈值，以免聚焦得太紧。）
一般来说，一个好的经验法则是选择光斑大小时应使瑞利范围是晶体长度的一半。然后逐步减小光斑尺寸，直到获得最大效率。
温度和周期
PPLN 晶体的极化周期由所用光的波长决定。准相位匹配波长可以通过改变晶体的温度来微调。
Covesion 的现成 PPLN 晶体系列均包括多个不同的极化周期，允许在给定的晶体温度下使用不同的波长。我们计算出的调谐曲线很好地表明了相位匹配所需的温度。转换效率的温度依赖性遵循 sinc 2 函数，描述晶体温度接受带宽。晶体越长，接受带宽越窄且越灵敏。
在许多情况下，非线性相互作用的效率对 <1°C 非常敏感。例如，对于在 20mm 长晶体中具有 1064nm 泵浦的 SHG，温度接受带宽为 ~1°C。因此，如果温度与最佳相位匹配温度相差 0.5°C，则 SHG 功率比最佳值低 50%。如果晶体温度能保持在最佳相位匹配温度在+/-0.1°C以内，则倍频功率稳定在2-3%以内。
最佳温度可以通过将晶体加热到比计算温度高 20°C 来确定，然后让晶体冷却，同时监测所产生波长的输出功率。
Covesion PPLN 加热炉易于集成到光学装置中。可搭配 Covesion 的 温度控制器，将晶体温度保持在 ±0.01°C 以内，提供高度稳定的输出功率。
参考文献
1. K. Moutzouris et al., Optics letters, vol. 31, no. 8, pp. 1148–50, (2006)
2. G. Boyd and D. Kleinman, Journal of Applied Physics, vol. 39, no. 8, p. 3597, (1968)