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探索PPKTP晶体无比强的功能

时间:2025-04-03 来源:新特光电 访问量:1017

周期性极化磷酸氧钛钾(PPKTP)是一种非线性晶体,其独特的结构通过准相位匹配(QPM)机制实现高效频率转换。该晶体由自发极化方向交替相反的周期性畴结构组成,这种特殊排列使QPM技术能够有效校正非线性相互作用中的相位失配。

非线性晶体PPKTP

产品特点:

  • *宽透光波段(0.4–3 µm)内可定制频率转换方案

  • *光损伤阈值高,耐用可靠

  • *非线性系数(d33=16.9 pm/V)

  • *最大晶体长度30 mm

  • *可根据要求提供大孔径(最大4×4 mm²)

  • *可选配高反射(HR)/增透(AR)膜系以提升系统性能指标

  • *可提供用于高光谱纯度 SPDC 的非周期性极化

PPKTP的优势

  • 高效率:周期性极化能够获得最高的非线性系数,而且不存在空间偏移,因此能够实现更高的转换效率。

  • 波长多样性:使用 PPKTP 可以在晶体的整个透明区域实现相位匹配。

  • 可定制性:PPKTP 可根据应用的具体需求进行设计。这样就可以控制带宽、温度设定点和输出偏振。此外,它还能实现涉及反向传播波的非线性相互作用。

典型工艺:

  • 自发参量下变频(SPDC)是量子光学的主力,可从单个输入光子(ω3 → ω1 + ω2)产生纠缠光子对(ω1 + ω2)。其他应用包括挤压态产生、量子密钥分发和鬼影成像。

  • 二次谐波发生(SHG)可将输入光的频率提高一倍(ω1 + ω1 → ω2),通常用于从 1 μm 左右的成熟激光器中产生绿光。

  • 和频发生(SFG)产生的光具有输入光场的和频(ω1 + ω2 → ω3)。其应用包括上转换检测、光谱学、生物医学成像和传感等。

  • 差频发生(DFG)产生的光的频率与输入光场的频率差(ω1 - ω2 → ω3)相对应,为光参量振荡器(OPO)和光参量放大器(OPA)等广泛应用提供了多功能工具。这些产品通常用于光谱学、传感和通信领域。

  • 后向波光参量振荡器(BWOPO)通过将泵浦光子分成前向传播光子和后向传播光子(ωP → ωF + ωB)来实现高效率,从而在反向传播几何结构中实现内部分布式反馈。这样就能设计出坚固耐用、结构紧凑、转换效率高的 DFG。

PPKTP的应用

自发参量下变频(SPDC)

SPDC 是量子光学用于产生纠缠光子的基本过程。在此过程中,一个泵浦光子被分成两个纠缠光子,分别称为信号光子和惰光子。我们的晶体可以量身定制,以您所需的波长产生纠缠光子。可以产生具有相同偏振(0 型)或相反偏振(II 型)的纠缠光子。0 型通常具有更高的光子速率,而 II 型则具有更窄的光谱带宽。

我们还提供非周期性极化 KTP(APKTP)。这些晶体的设计目的是去除正常 sinc² 的光谱侧叶。这样可以获得更高的光谱纯度,但会降低光子速率。

我们的目标是为 SPDC 储备以下晶体:

  • 405 纳米至 810 纳米(0 型)

  • 405 纳米到 810 纳米(II 型)

  • 532 纳米到 1064 纳米(0 型)

  • 775 纳米到 1550 纳米(0 型)

  • 775 至 1550 纳米(II 型)

回波光参量振荡器(BWOPO)

在 BWOPO 中,产生的信号和惰极是反向传播的。这实际上使得无需任何反射镜或空腔就能有效地实现 OPO。反馈不是通过信号或惰极共振建立的,而是通过反向传播的光束建立的。

虽然这初听起来并不像一个巨大的优势,但 BWOPO 实际上带来了多重好处:

  • 无空腔,结构紧凑、坚固

  • 效率高(已证实效率大于 70)

  • 独特的光谱特性(正向波模仿泵浦,反向波狭窄且几乎不受泵浦影响)

  • 可用于 200 ps 以上的脉冲持续时间(可缩短脉冲持续时间,但效率会降低)

二倍频和和频生成 (SHG 和 SFG)

SFG 是两个不同频率或波长的光子与非线性材料相互作用,产生具有初始光子组合能量的新光子的过程。SHG 是这种现象的一个特殊情况,其中两个初始光子的波长相同。 

SHG 和 SFG 均可用于产生传统激光器无法获得的波长的光。 

我们提供 0 型(所有 z 偏振光束)和 II 型(z 和 y 偏振光束混合)。0 型提供明显更高的非线性。

光参量振荡器和放大器(OPO 和 OPA)

这些过程与 SPDC 相同,但泵浦电平要高得多,用于产生新波长的激光。在 OPO 中,非线性晶体被置于一个空腔内。该空腔通常与信号或惰极共振,以建立反馈机制。这可以提高生成光的效率和光谱特性。

要放大 OPO(或其他种子激光器)的输出,需要使用 OPA。OPA 通常以单通配置运行,可以放大到更高水平。

我们为各种 OPO 和 OPA 提供 PPKTP。我们的专长之一是制造独特的 4mm*4mm孔径,结合 PPKTP 的高损伤阈值,是高能量应用的最佳选择。

订购信息

PPKTP晶体

提供以下信息以获取报价:

  • 所需过程:输入波长和输出波长

  • 输入和输出极化

  • 晶体长度(X:最大30毫米)

  • 光学孔径(W x Z:最大 4 x 4 mm2)

  • AR/HR 涂层

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