PPLN晶体-激光波长转换革命性技术

PPLN晶体登上历史舞台，体积小，转换效率高！周期性极化铌酸锂（PPLN）一种改变激光波长的高效晶体，PPLN在激光显示领域的应用Covesion为激光显示提供掺镁的PPLN晶体（MgO:PPLN）。通过掺镁大幅度提高了晶体的光学损伤及光折变阈值，同时保持高的非线形系数：理想的将低成本的近红外激光转换成红绿蓝三色。为OEM量产提供优质的原材料。PPLN在中红外领域的应用我们的PPLN能够满足许多工程领域中在中红外具有针对性和可调谐的广泛应用，包括远程气体探测、光谱分析、制药过程监督等 。

许多材料具有非线形特性，但铌酸锂的效果明显强于其他传统的材料。为充分利用铌酸锂晶体的高的非线性系数，Convesion提供了所谓“周期性你极化”的微结构。这种工艺可使晶体最佳地工作在不同波长，器件可用于倍频、差频、和频和光学参量放大，以及其他非线形成过程。PPLN的典型使用是将聚焦的激光光束通过一定长度的晶体，光在晶体的另一端发出新波长的光及残余的输入光。为达到非线形晶体的最高转换效率，入射光和目标光波长必须“相位匹配”，使它们彼此同步。大多数非线形晶体，不同波长光传播速度不同，导致它们在晶体中传播时相位失配。传统的波长转换晶体，如:BBO或LBO，相位匹配是通过沿特定的晶体方向来完成，该方向由于双折射效应两波长光传播保持同步。铌酸锂，虽然非线形系数远大于其他晶体，但将它进行周期性极化，可实现“准”相位匹配。因此，铌酸锂的高转换效率可在实践中加以使用。PPLN能达到转换效率很大程度上取决于激光束的属性。例如，优化的短脉冲激光单次通过晶体可获得80的转换效率，但使用连续激光器，转换效率就可能下降到只有几个百分点。PPLN是将产生的铌酸锂原材料晶圆进行所谓的“周期性极化”获得。铌酸锂是铁电晶体，在每个晶胞单元，由于铌离子和锂离子的晶格位置略有偏移，便产生了一个小的电偶极矩。通过施加一个强的电场，可以逆转这种结构，重新分布晶体中的偶极矩。反转铌酸锂结构的电场约为22KV/mm，反转时间仅需几个毫秒，之后该反转结构的加工。对OPO和其他可调谐应用，利用多周期结构可从单一泵浦光得到宽波长范围的光。光聚焦到不同周期光栅可实现波长的粗调，晶体的温度变化则可实现精细调节。

PPLN是一种高效的非线形晶体，获得最大的波长转换效率必须对温度进行控制，并且晶体内部均匀的温度分布也很重要。Covesion提供了一系列的温度控制夹具或温控炉，以及温度控制器，尽量提高波长转换性能。改变晶体问题，也用于OPO中窄范围的波长调谐或其他波长转换应用。PPLN扩展了现有的激光系统，光谱覆盖可见到中红外。PPLN所提供的实际有效的波长转化，使得它成为各行业应用的焦点，如显示器、航空、电信、环境检测等。

新特光电提供的周期极化铌酸锂晶体（Periodically Poled Lithium Niobate，PPLN）和周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体（MgO：PPLN）是一种全新的非线性光学晶体，它可以实现从可见光到中红外光的倍频、和频、光学参量振荡等高效频率变换。掺5% MgO 的PPLN 的光损伤阈值和光折变阈值大幅增加（与未掺MgO 的PPLN 相比），性能更加稳定并适合室温使用。英国Covesion 公司的MgO:PPLN 的为460-5100nm，极化周期4.5-33μm, 非线性系数大、无走离，通过设计周期，可以实现全波段的输出，尤其是MgO:PPLN 通过光学参量振荡可以实现宽调谐、高效的近红外和中红外激光输出。基于MgO：PPLN-OPO 开发的全固态红外激光器，具有体积小、可靠性高、成本低等优点。