光学超晶格的制备技术研究

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基于准相位匹配技术的光学超晶格被广泛应用于激光的非线性频率转换和量子信息技术等领域。其制备工艺一直以来都是人们关注的研究内容。本文针对小周期和掺镁铌酸锂光学超晶格极化等技术难题,在介绍钽酸锂、铌酸锂的结构特性,以及理解畴翻转动力学过程中基础上,探索了双面电极、高温极化、绝缘层辅助室温极化等技术方案,实现了小周期光学超晶格和掺杂镁铌酸锂光学超晶格的成功制备。具体包括以下几个方面:1.从钽酸锂、铌酸锂晶体的材料基本特性出发,介绍了室温极化过程中的畴动力学模型,以此为基础制备了大周期光学超晶格,并对比了不同电极材料对极化结果的影响。2.探究了过极化技术的原理,在此基础上提出了双面电极极化的方案,制备出了小周期(5μm)一维和二维的钽酸锂光学超晶格,畴贯穿性好,正负面的畴图案基本一致。3.针对掺镁铌酸锂的极化技术难题,尝试了几种技术方案。利用掺镁铌酸锂高温下矫顽场下降的特性,制备出了厚度1mm、周期30μm左右的掺镁铌酸锂光学超晶格。使用Si O2作为绝缘层,结合多脉冲极化,在常温下制备出了厚度为0.5mm掺镁铌酸锂光学超晶格,周期为十几微米。此外,本文还尝试了常温下制备掺镁铌酸锂超晶格的其他技术方案,包括紫外光辅助极化、质子交换后极化等,获得初步的结果。
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