1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室), 福州 350108
4 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
将铌酸锂(LiNbO3, LN)晶体制作成波导型结构能够进一步提高器件的集成度, 已经广泛应用于电光调制器、频率变换、声光调Q等光电器件中, 在光纤通信、光电传感、激光雷达、航天航空等领域具有重要的应用前景。传统的Ti扩散法制作的LN波导在短波应用中抗光折变损伤能力差, 退火质子交换法制作的LN波导只能支持TM模(横磁模)单偏振传输, 应用领域受限。本文提出了一种新型Zn扩散法制作掺镁LN脊形波导的方法, 通过建立波导的扩散模型和仿真, 探索制备的工艺条件并进行测试, 得到的LN波导最低传输损耗为0.86 dB/cm, 光折变损伤阈值可达到184 kW/cm2, 这将为高功率铌酸锂波导集成光电器件的研发提供一种较好的制备途径。
掺镁铌酸锂晶体 光波导 波导器件 Zn扩散 高功率密度 传输损耗 Mg doped lithium niobate crystal optical waveguide waveguide device Zn diffusion high power density transmission loss
1 厦门理工学院光电与通信工程学院福建省光电技术与器件重点实验室, 厦门市LED照明应用工程技术研究中心, 福建 厦门 361024
2 西北工业大学理学院空间应用物理化学教育部重点实验室, 陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710072
使用含镁摩尔分数为5%的掺镁铌酸锂晶体对57.4 fs脉冲在1550 nm通信波段进行了Ⅰ型(o+o-e)和0型(e+e-e)的倍频对比实验。对于Ⅰ型倍频, 在4.3 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为28 nm、脉宽为79 fs的谐波脉冲, 转换效率最高达54%; 对于0型倍频, 在3.7 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为2.1 nm的谐波脉冲, 转换效率最高为40%。分别从飞秒脉冲多波长成分的相位匹配(频域)和基波与谐波脉冲的群速度匹配(时域)两个角度, 对倍频过程中基波脉冲和谐波脉冲的演变进行了详细分析。发现同时满足多波长成分相位匹配时, 传播中谐波的谱宽能维持不变; 而仅满足中心波长相位匹配时, 谐波光谱则随着传播长度的增加而逐渐变窄。
超快光学 Ⅰ型倍频 飞秒脉冲 群速度匹配 掺镁铌酸锂
1 南开大学光电材料研发中心,天津,300071
2 南开大学光子学中心,天津,300071
研究了掺镁掺铁铌酸锂晶体的紫外、可见及红外光谱,首次发现当掺镁量超过通常所说的阈值(第一阀值)时,Fe3+离子和部分Fe2+离子的晶格占位由锂位变为铌位,但仍有部分Fe2+离子留在锂位. 晶体缺陷化学分析表明,继续增加掺镁量,占锂位的Fe2+离子数将逐渐减少;当掺镁量达到另一个适当的值(第二阀值)时,全部Fe2+都占铌位,晶体的抗光折变能力空前提高,这种现象称作双阈值效应.
掺镁铌酸锂晶体 抗光折变 微观机理 吸收光谱. Mg doped lithium niobate crystal anti-photorefraction micro-mechanism absorption spectra.
