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周期性極化鈮酸鋰（PPLN）
PPLN是***種高效的波長轉換的非線形晶體，可用于倍頻、差頻、和頻及光學參量振蕩和光學參量放大等。PPLN脆硬、透明，使用中須進行溫度控制。PPLN使用壽命較長，Thorlabs和Stratophase已推出成熟的商品。

中紅外激光器

英***Covesion生產的波長可選中紅外激光器，設計用于實驗室校準和測試。SSOPO光學參量振蕩器基于Covesion的PPLN技術，覆蓋的波長范圍寬。該系統前端設計了簡便的操作面板，方便用戶實時選擇所需要的波長，并自動調節OPO需要輸出的匹配相位。該系列提供了優越的寬光譜，用戶可用于多用功能的紅外實驗校準或測試。分兩種類型：SSOPO2（光譜范圍1400-1545nm）和SSOPO3（光譜范圍1540-1780nm），SSOPO3甚至可用于1780nm-2μm。兩種系統都可通過PPLN晶體的非線性轉換組裝成1047nm的泵浦激光器。

光學參量放大(OPO)
Covesion可提供6種現有規格的晶體，用于不同波長激光的產生。這些晶體厚度0.5mm，寬度10mm，長度20mm或40mm。每個晶體具有9個極化周期區域，區域寬度500um，間隔200um。并且，提供相應的增透膜。

PPLN溫控爐
PPLN溫控爐在50-200oC范圍可方便地調節和穩定晶體的溫度。溫控爐隔溫性能比較好，即使內部達到200oC，外部仍可直接拿取。PPLN必須保持恒定的工作溫度，以保證相應的相位匹配條件。為避免PPLN晶體的光折變影響，推薦的工作溫度在100-200oC。當用于750nm以下的波段時，***好在160-200oC。

特點：
均勻的晶體溫度控制
隔溫性能好
晶體更換方便
側蓋可取，可接近晶體端面
可提供配套的固定機械件

指標：
電源：12-24V
溫度感應元件：Pt100
可配TC200溫度控制器
Periodically poled lithium niobate (PPLN) is a nonlinear crystal that enables very high efficiency wavelength conversion. It is used for frequency doubling, difference frequency generation, sum frequency generation, optical parametric oscillation, and optical parametric amplification. Since the PPLN crystal must be temperature controlled, we offer a temperature-controlled oven.

問 : 什么是PPLN？周期性極化鈮酸鋰（PPLN）？

答：PPLN是一種高效的波長轉換的非線形晶體，可用于倍頻、差頻、和頻及光學參量振蕩和光學參量放大等。PPLN脆硬、透明，使用中須進行溫度控制。 PPLN代表周期性極化反轉的鈮酸鋰晶體。當光在鈮酸鋰晶體中沿著一定方向傳播時，由于光依次經過周期性反轉疇區域，PPLN的非線性系數會發生周期性變化。通過選擇合適的PPLN周期可以實現高效率波長轉換所需的準相位匹配（QPM)）條件。疇反轉是通過在晶體兩端加高電場使鈮酸鋰晶體中的鋰離子從一個穩定勢場位置躍遷到另一個穩定勢場位置來實現的。PPLN使用壽命較長， Covesion已推出成熟的商品。

問 : 為什么要采用摻雜氧化鎂的鈮酸鋰晶體？
答:同成分摻雜氧化鎂鈮酸鋰(LN)晶體具有良好的性能，因此它能滿足低成本高效率地產生高功率激光的要求，其中包括高非線性系數（LN為34 pm/V， 作為對比：KTP 為15 pm/V， LBO 為0.85 pm/V，LT 為26 pm/V）；較大面積的商用晶圓（同成分的LN可以達到4英寸， LT僅為2英寸，KTP 和 LBO大約為 1英寸）；相對低廉的晶體價格（比LT， KTP 和 LBO便宜得多）；高光損傷閾值（遠高于非摻雜的LN和KTP，與LBO和摻氧化鎂的LT相當）。

問 : PPLN的應用？

答: PPLN芯片可用于高效率地將商用半導體激光器波長轉換到半導體二極管無法提供的光波波長(例如綠光)。選擇適當的PPLN周期和泵浦波長就能得到從350 nm到近5000nm波長范圍的轉換光。這項技術所提供的紅，綠，藍（即RGB）及中紅外光可以廣泛用于激光顯示，生物醫學儀器，傳感器和通信等領域。

問 : 如何產生用于激光顯示的RGB激光光源？
答:激光顯示迫切需要低成本，小體積，高性能，全固態的RGB激光器。PPLN提供了一個有效的方法來產生RGB光。例如，小型綠光和藍光（如532nm，473nm）光源可以通過二極管泵浦全固態（DPSS）激光技術產生，其中采用808nm激光二極管通過激光晶體產生用于倍頻的基波。RGB激光也可以直接通過倍頻泵浦激光產生，例如，可以直接通過976nm激光二極管的倍頻產生醫療儀器中所需的藍光（如488nm）。

問 : 如何產生光學傳感應用的中紅外光？
答:光學傳感法檢測微量氣體需要運用從2000到5000nm范圍的中紅外（IR）的相干光源。PPLN是一個能通過差頻法（DFG）生成高效的中紅外光的極好材料。例如，采用1064 nm和1550 nm作為泵浦激光，極化反轉周期設計合適的PPLN用DFG法可以產生波長約3400nm中紅外光。中紅外光也可以通過光參量振蕩器（OPO）的方法產生，利用單光（如1064 nm）和光學諧振腔產生。

問: 如何用PPLN實現全光學波長轉換？
答:全光波長轉換器是下一代光通信網絡必需的關鍵組件。波導型 PPLN具有通信網絡波長轉換所需的各種優異性能。例如，使用波長為770nm的泵浦光利用差頻（DFG）實現波長轉換，從而實現從1550nm到1530nm的波長轉換。該波長轉換也可以通過級聯非線性過程實現，其中先利用波長為1540nm泵浦光通過SHG產生波長為770nm光，再用得到的770nm光通過DFG實現波長轉換。我們已經通過實驗證實，高效率轉換可以通過采用波導型PPLN來實現。

問：PPLN的偏振入射方向？有效非線形系數？

答：PPLN的入射偏振應跟厚度方向相一致，為I類相位匹配。其有效非線形系數即為鈮酸鋰材料的最大非線形系數。

問：PPLN及MgO:PPLN晶體損傷閾值？

答：PPLN可承受功率密度約0.5MW/cm2，MgO:PPLN損傷閾值較高，為2MW/cm2。

準相位匹配（Quasi-phase-matching）？
準相位匹配（Quasi-phase-matching）是非線性光學頻率轉換的一種重要技術，其思想最早由J. Armstrong等人[1]于1962年提出，V. Berger[2]于1998年將它推廣到二維結構，并提出非線性光子晶體非線性光子晶體的概念。非線性頻率轉化中要求動量守恒，在普通非線性晶體中由于色散的存在較難實現，特別是同時多個非線性相互作用的，而非線性周期性結構提供的倒格矢則能較容易地實現相位匹配。通過在非線性介質中構造周期性的結構（非線性光子晶體），它能有效的實現非線性頻率轉化。相對通常的完美相位匹配（溫度匹配，角度匹配），這種方法稱為準相位匹配，它能更容易利用較大的非線性系數。因此，現在這種技術已廣泛應用于非線性光學領域，并且實現了一些普通晶體中難以做到的現象。

準相位匹配需要在非線性光子晶體中實現，在非線性光學發展初期，這種技術主要停留在理論階段。20世紀90年代，隨著非線性晶體生長和極化技術的提高，非線性光子晶體的制作得到極大發展。1993年，Yamada等人首次利用電極化反轉的方法制作出光學超晶格；1995年，M. Fejer等人制作出大塊周期性極化鈮酸鋰（periodically poled lithium niobate, PPLN）; 1997年，閔乃本等人（N.B. Ming et al.）制作出準周期極化光學超晶格，并用首次利用單束光單塊晶體實現了三倍頻綠光的產生；1999年，N. Broderick等人制作出第一個二維非線性光子晶體，并驗證了非線性布拉格衍射。現在，非線性光子晶體中的準相位匹配技術已廣泛應用于二次，三次和高次諧波的長生，波長轉換，參量轉換等過程。 

重要成果？

1.       電極化制作PPLN

2.       大塊PPLN的實現

3.       單束光單晶體直接三倍頻

4.       三原色激光器 

成功案例：

西安光機所 上海光機所 浙江大學 四川大學 哈爾濱工業大學 天津大學華中科大 中科院物理所 浙江師范大學 南開大學 南京大學 上海交大等等 企業客戶保密