[發明專利]寬波帶光源裝置

有效

• 申請號: 201110359447.4
• 申請日: 2008-07-31
• 公開（公告）號: CN102394467A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 胡燁
• 申請（專利權）人: C2C晶芯科技公司
• 主分類號: H01S3/081
• 分類號: H01S3/081;H01S3/108;H01S3/0933
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

本申請是申請日為2008年7月31日、申請號為200880101300.1、發明名稱為“鐵電極板晶疇反轉的方法及其應用”的申請的分案申請，其全部內容引用于此以供參考。

技術領域

本發明涉及在鐵電極板上制作晶疇反轉結構的方法在以準相位匹配(QPM)技術為基礎生成寬波帶光源的領域內的應用。

背景技術

開發以準相位匹配(QPM)為基礎的非線性光學設備，如：波長轉換器，對鐵電物質反轉晶疇的精密控制是非常必要的。波長轉換器的一個實例公開于文獻“J.A.ARMSTRONG?et?al.，Physical?Review，vol.l27，No.6，Sep.15，1962，pp.1918-1939(J.A.Armstrong等人，物理評論，第127卷，第6期，1962年9月15日，第1918-1939頁)”在該文獻中，波長轉換裝置采用了一種波長轉換元件，將其置于在沿著光柵的方向上形成的周期性晶疇反轉光柵中，以滿足準相位匹配(QPM)的條件。通過向波長轉換元件輸入角頻率為ω的基本光，實現波長轉換，以獲取角頻率為2ω的轉換光，即產生二次諧波(SHG)。該晶疇反轉光柵的周期Λ取決于準相位匹配(QPM)的條件(即2ω(n_2ω-n_ω)＝2πc/Λ，其中n_2ω和n_ω分別是2ω和ω的折射率，c是光在真空中的速度)。相反，如果一種角頻率為2ω的泵浦光投射到同一裝置上，角頻率分別為ω_s和coi的信號光和閑置光通過自發參量下轉換(SPDC)過程產生(其中2ω＝ω_s+ω)。在自發參量下轉換(SPDC)過程中，必須滿足相似的準相位匹配(QPM)條件，即2ωn2ω-ω.sns-ωi?ni＝2πc/Λ，其中n2ω、ns和ni分別是2ω、ωs和ωi的折射率，c為光在真空中的速度。由于大量的ωs與ωi對數能滿足某一固定周期的準相位匹配(QPM)條件，產生的自發參量下轉換(SPDC)光通常在角頻率ω周圍具有很寬的頻帶寬度。

為實現高效的波長轉換，高均勻周期性晶疇反轉結構必需穿出晶體的厚度。為取得具有高效率及大輸出功率的波長轉換器，具有不完全摻雜的高光學性質的極板，無論是哪一種，都必須在極化摻雜質的極板上花很多心思。

一種基于電暈放電方法，在摻雜鐵電材料(摻氧化鎂鈮酸鋰的極板)中形成周期性晶疇反轉結構的技術公開于文獻“C.Q.Xu，et?al.，USprovisional?Patent?NO.60/847122；(C.Q.Xu等人，美國臨時專利號60/847122)；Akinori?Harada，U.S.Patent?No.5,594,746(Akinori?Harada，美國臨時專利號5,594,746)；Akinori?Harada，U.S.Patent?No.5,568,308(Akinori?Harada，美國臨時專利號5,568,308)；A.Harada，et?al.，Applied?Physics?Letters，vol.69，no.18，1996，pp.2629-2631(A.Harada等人，應用物理快報，第69卷，第18期，1996年，第2629-2631頁)”，(如圖1所示)。在這些文獻中，電暈線或接觸線3被安置在摻氧化鎂鈮酸鋰單晶極板1的-c面上方，同時將周期性電極光柵2安置在極板的+c面上。電極由金屬制成并接地。只要高壓電源5向電暈線輸入了高電壓，就會發生電暈放電，使極板-c面上產生負電荷。由于-c面上存在電荷，造成了電壓電勢差，從而產生橫穿極板的強電場。若產生的電場大于晶體的內部電場(即矯頑電場)，在電極之下的晶疇就可被反轉，這是因為所產生電場的方向與晶體內部電場是相反的。由于矯頑電場會隨著溫度的上升而減小，可采用溫度調節器6來減小疇反轉所需的電場。

眾所周知，電暈放電法能夠克服不均勻摻雜的問題，這是由于，因電暈放電而沉積在表面上的電荷的遷移速度非常緩慢。因此，晶體的極化會在局部矯頑電場所及的范圍內發生。盡管均勻的晶疇反轉可借助電暈放電方法實現，但反轉后的晶疇形狀不佳。換言之，反轉后的晶疇通常不會沿著極板的厚度方向垂直穿過晶體，如果使用塊狀晶體來開發晶疇反轉晶體，就會出現問題。