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随着光科学的飞速发展,越来越多激动人心的新现象被发现和应用,我们有理由相信,在不久的未来,以光为核心的相关产业会蓬勃发展,将人类带入全新的光子时代。准位相匹配超晶格材料具有丰富的光电功能,为各种光器件的制造奠定了基础,因此一直是人们关注的焦点。人们先后尝试制备了具有周期、准周期、双周期以及非周期结构的超晶格材料,广泛应用于激光频率转换,光参量振荡等领域。另一方面,人们也在不停的探索使用新型的晶体材料制备光学超晶格。这些新材料拥有更加优秀的非线性光学性能,使得准位相匹配光学超晶格的应用领域大大扩展。同时,新材料的应用也对传统的光学超晶格制备工艺提出了新的挑战。
在各种新材料中,KTP(磷酸钛氧钾)家族(含掺杂KTP、类质同构KTP等)以其大的非线性光学和电光系数,高的激光损伤阈值,稳定的化学和热学性能,以及宽的透光波段等优点,成为最受瞩目的非线性光学晶体之一。KTP晶体是一种铁电材料,通过在其内部引入特定的超晶格结构,能够对材料的自发极化方向进行调制,使其非线性光学系数、电光系数等都发生周期性反号,从而得到所需波长的激光输出。本论文详细介绍了如何制备KTP超晶格,并用制备的KTP超晶格分别得到了红激光和蓝绿激光的输出。主要内容涉及以下几个方面:1、KTP晶体的基本物理性能;KTP家族成员;PPKTP超晶格常见的制备方法。
2、KTP(含掺杂KTP)的电导率随外加电压的变化规律;用室温、低温极化方法制备PPKTP的理论和实验研究;通过控制极化电压的大小、波形,以及极化时间的长短,得到需要的PPKTP畴结构;观察了制备的PPKTP超晶格。
3、用制备的PPKTP一、二阶QPM效应,分别得到1238nm和992nm激光的倍频光输出。