[發(fā)明專利]一種反向傳輸二次諧波的器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011107136.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112230488B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹志軍;崔國(guó)新;許志城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/355
• 分類號(hào): G02F1/355;G02F1/35;G02F1/377
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;許偉群

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N反向傳輸二次諧波的器件，器件包括：周期極化鈮酸鋰；其中，周期極化鈮酸鋰包括正疇以及負(fù)疇；正疇與負(fù)疇交替相連；正疇與負(fù)疇相連接的側(cè)面設(shè)置為梯形；正疇與負(fù)疇形狀相同且極化方向不同；正疇的寬度為預(yù)設(shè)疇周期的長(zhǎng)度的二分之一；預(yù)設(shè)疇周期為將待轉(zhuǎn)換基波轉(zhuǎn)換為反向的預(yù)期二次諧波對(duì)應(yīng)的疇周期。本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆聪騻鬏敹沃C波的器件包含的周期極化鈮酸鋰對(duì)應(yīng)的疇周期數(shù)量級(jí)較小，可以將待轉(zhuǎn)換基波轉(zhuǎn)換為預(yù)期的反向二次諧波，以此提高集成應(yīng)用中的設(shè)計(jì)自由度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及光學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種反向傳輸二次諧波的器件。

背景技術(shù)

自從準(zhǔn)相位匹配理論被提出以來,利用疇結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的非線性頻率轉(zhuǎn)換已經(jīng)成為一種非常成熟的技術(shù)。周期極化鈮酸鋰的疇結(jié)構(gòu)就是其中代表性的一種。相應(yīng)的，疇結(jié)構(gòu)有自己對(duì)應(yīng)的疇周期。在過去的三十多年中得到了廣泛的關(guān)注與研究。利用周期極化鈮酸鋰的疇周期的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為目前激光產(chǎn)業(yè)中的通用技術(shù)。近年來周期極化鈮酸鋰(膜厚小于1微米)的研究興起，基于鈮酸鋰薄膜的很多器件，都展現(xiàn)出了優(yōu)越的性能。而現(xiàn)有技術(shù)中許多同向傳輸二次諧波器件以周期極化鈮酸鋰為核心器件。

但是，同向傳輸二次諧波器件的疇周期等于基波和二次諧波波矢差。而反向傳輸二次諧波器件的疇周期要等于基波和二次諧波波矢的和。因此反向傳輸二次諧波器件的疇周期非常小，一般在亞微米的水平。現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)楫犞芷诘南拗疲瑢?dǎo)致缺乏反向傳輸二次諧波的器件。

基于此，目前亟需一種反向傳輸二次諧波的器件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法獲取基波對(duì)應(yīng)的反向二次諧波的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N片上集成反向傳輸二次諧波的器件，可用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法獲取基波對(duì)應(yīng)的反向二次諧波的問題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N反向傳輸二次諧波的器件，其特征在于，所述器件包括：

周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)；

其中，周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)包括正疇以及負(fù)疇。

所述正疇與所述負(fù)疇交替相連。

波導(dǎo)的截面即所述正疇與所述負(fù)疇相連接的側(cè)面設(shè)置為梯形。

所述正疇與所述負(fù)疇形狀相同且極化方向不同。

所述正疇的寬度為預(yù)設(shè)疇周期的長(zhǎng)度的二分之一。所述預(yù)設(shè)疇周期為將待轉(zhuǎn)換基波轉(zhuǎn)換為反向的預(yù)期二次諧波對(duì)應(yīng)的疇周期。

可選的，所述梯形的中位線大于或等于0.8微米且小于1微米；所述梯形的高大于或等于250納米且小于或等于350納米。

可選的，所述預(yù)設(shè)疇周期采用以下方法確定：

其中，Λ為所述預(yù)設(shè)疇周期；G_m為待轉(zhuǎn)換基波的波矢與預(yù)期二次諧波的波矢之間的波矢量差；π為常數(shù)；m為預(yù)設(shè)階數(shù)。

可選的，如果所述待轉(zhuǎn)換基波與所述預(yù)期二次諧波反向，則所述波矢量差采用以下方法確定：

G_m＝K_2w+2K_w

其中，G_m為所述波矢量差；K_2w為所述預(yù)期二次諧波的波矢；K_w為所述待轉(zhuǎn)換基波的波矢。

可選的，所述周期極化鈮酸鋰由壓電力顯微鏡制備。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑募{米級(jí)別的周期極化鈮酸鋰，包含的預(yù)設(shè)疇周期為較小的疇周期，可以實(shí)現(xiàn)待轉(zhuǎn)換基波至預(yù)期二次諧波的反向轉(zhuǎn)換，以此有效提高芯片的設(shè)計(jì)自由度和集成度。將周期極化鈮酸鋰設(shè)置為脊型波導(dǎo)，減少了待轉(zhuǎn)換基波的損失，提高了反向傳輸二次諧波的器件的集成度。

附圖說明