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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——薄膜铌酸锂波导的短周期周期性极化技术

DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8871472 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 铌酸锂（LN）因其优异的电光、声光和非线性光学特性，成为许多应用领域（尤其是集成光学）的理想材料。其中一项颇具前景的应用是二次谐波产生（SHG）。为提高SHG效率，需要实现相互作用波之间的相位匹配，这通常通过准相位匹配（QPM）技术达成。QPM一般通过对LN进行周期性极化实现，即周期性翻转晶体取向。所需极化周期由基波与二次谐波（分别记为FW和SH）的波长及波矢共同决定。当基波波长为1.55微米且二次谐波与基波反向传播时（反向SHG情况），通常需要亚微米量级的LN极化周期。本研究展示了在厚度600纳米的绝缘体上铌酸锂（LNOI）薄膜衬底上制备短周期QPM结构。我们致力于制造周期小至1微米的周期性极化LNOI（PPLNOI）波导，通过强模式限制效应实现高效非线性相互作用。
作者： Mohammadreza Younesi，Pawan Kumar，Badrudin Jakob Stanicki，Reinhard Geiss，Wei-Kun Chang，Yen-Hung Chen，Frank Setzpfandt，Thomas Pertsch
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了展示在绝缘体上铌酸锂（LNOI）薄膜衬底中实现短周期准相位匹配（QPM）结构以实现高效二次谐波产生（SHG）。

研究成果

成功制备并优化了具有微米级极化周期的周期性极化铌酸锂绝缘体（PPLNOI），用于制作周期性极化脊形波导。这种短极化周期的PPLNOI波导将实现高效的反向二次谐波产生，进一步提升铌酸锂绝缘体作为纳米级集成非线性光学多功能平台的潜力。

研究不足

该研究仅限于厚度为600纳米的LNOI薄膜衬底，重点在于实现周期低至1微米的周期性极化。该方法对其他材料或不同厚度的适用性尚未探究。

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