Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, College of Electronic Science and Engineering, and School of Physics, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies and School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
Periodically poled lithium niobate on insulator (LNOI) ridge waveguides are desirable for high-efficiency nonlinear frequency conversions, and the fabrication process of such waveguides is crucial for device performance. In this work, we report fabrication and characterization of locally periodically poled ridge waveguides. Ridge waveguides were fabricated by dry etching, and then the high-voltage pulses were applied to locally poled ridge waveguides. Second harmonic generation with normalized conversion efficiency of 435.5% W-1·cm-2 was obtained in the periodically poled LNOI ridge waveguide, which was consistent with the triangular domain structure revealed by confocal microscopy.
lithium niobate on insulator ridge waveguide ferroelectric domain inversion second harmonic generation Chinese Optics Letters
2021, 19(6): 060007
1 广西大学物理科学与工程技术学院, 南宁 530004
2 广西相对论天体物理重点实验室, 南宁 530004
针对大角度的高速光扫描, 利用三角形畴反转结构的电光偏转性质, 设计了一种大角度电光偏转器, 由1个抛物形和10个半抛物形畴反转结构偏转器级联组成。通过对抛物形和半抛物形偏转器的参数优化, 得到了该电光偏转器的优化结构, 设计完成的级联偏转器整体尺寸为130.0 mm×16.0 mm×0.5 mm(长×宽×高), 当施加电场为±10.09 V/μm时, 偏转器扫描范围为±30.6°。利用光束传播法(BPM)对偏转器进行了性能仿真,仿真表明在修正电压下, 偏转器很好地实现了大角度的电光偏转功能, 仿真结果与理论分析相符合。
电光偏转器 畴反转结构 大角度扫描器 光束传播法 electro-optic deflector domain inversion large-angle scanner beam propagation method
广西大学 物理科学与工程技术学院, 广西 南宁 530004
基于铁电体畴反转结构的电光偏转特性, 设计了一种片状集成的4×4电光开关, 其由四个结构相同的半抛物和四个抛物形微小偏转器集成构成.通过优化抛物形偏转器结构, 给出了电光开关的设计参量, 电光开关性能通过光束传播法进行仿真模拟, 仿真结果表明该开关切实可行.实际应用中, 系统误差可以通过电场调节补偿, 使光路准确交换.该片状电光开关的整体尺寸为48 mm×2.2 mm×0.5 mm(长×宽×高), 最大使用电场约13.73 V/μm, 适用于高速交换的光互连系统.
集成光学 光开关 电光偏转 畴反转 光束传播法 Integrated optics Optical switch Electrooptic deflection Ferroelectric domain inversion BPM
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光通信及检验技术重点实验室, 上海 201800
研究了诱导光的偏振态对激光诱导原子数分数为3% 掺镁同成分铌酸锂晶体和原子数分数为3%掺铪同成分铌酸锂晶体畴反转的影响。用数字全息干涉测量的方法再现了激光诱导畴反转过程中的相位分布。通过对比线偏振、圆偏振和椭圆偏振不同偏振态诱导光形成的成核场，认为诱导过程中出现的沿z方向的空间电荷场对激光诱导优先畴成核有着非常重要的影响。不仅给出了激光诱导畴工程进一步优化的基本信息，而且为激光诱导畴成核理论的研究提供了新的实验依据。
激光光学 畴反转 激光诱导 偏振态 数字全息干涉术 空间电荷场 光生伏打效应
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
对紫外激光诱导近化学计量比钽酸锂晶体铁电畴反转进行了实验研究。波长为351 nm的连续紫外激光被聚焦在近化学计量比钽酸锂晶体的-z表面,同时沿与晶体自发极化相反的方向施加均匀外电场。实验证实紫外激光辐照可以有效地降低晶体畴反转所需的矫顽电场,采用数字全息干涉测量技术检测证实在激光辐照区域实现局域畴反转。研究表明采用紫外激光诱导可以实现对近化学计量比钽酸锂晶体铁电畴反转的局域控制。提出了物理机理的理论分析,认为外电场和激光辐照场的共同作用在晶体内部产生高浓度、大尺寸的缺陷结构,缺陷一定程度上降低畴体成核和畴壁运动所需要克服的退极化能和畴壁能,实现激光诱导畴反转。
铁电体 畴反转 紫外激光诱导 近化学计量比钽酸锂 数字全息干涉测量 矫顽电场
利用准速度匹配技术可以实现大调制度的电光相位调制器，从而可以用来展宽激光频谱，它在光谱学、激光变频以及改善激光均匀性等方面有重要应用。当大功率激光通过调制器时，要求晶体的通光面积越大越好，所以大面积并且具有较大厚度的铁电晶体的室温极化技术成为准速度匹配实现的关键技术。详细研究了大面积并且厚度达到1 mm的钽酸锂晶体的电场室温极化过程，针对在极化过程中外部施加高电压时产生的回流现象，采用了改变极化时间来抑制，取得了较好的效果。利用热释电和化学腐蚀方法，成功地实现了钽酸锂晶体的大面积畴反转。该种技术同样可以用于其他大面积铁电晶体的极化。
材料 电光调制 畴反转 室温电场极化 准速度匹配
1 Photonics Center, College of Physics Science, Nankai University, Tianjin 300071, China
2 College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering,Tianjin University, Tianjin 300072, China
Chinese Journal of Lasers B
2001, 10(2): 114
从准相位匹配理论出发,对铁电畴反转区域长度和畴界位置的偏差造成偏离理想准相位匹配的情况进行了理论分析和研究,得出这些偏差直接影响二次谐波输出功率。
准相位匹配 铁电畴反转 二次谐波
