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PPLN - 周期极化铌酸锂晶体

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  • PPLN - 周期极化铌酸锂晶体

  • 基于准位相匹配理论(QPM),将非线性光学晶体铌酸锂(LN)制成周期反转畴结构,称之为周期极化铌酸锂晶体(PPLN),可补偿由于色散造成的相位失配,从而最大程度地利用非线性光学晶体的有效非线性系数,极大地提高了非线性晶体的变频特性。
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福晶课堂
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 产品介绍

铌酸锂晶体(LiNbO3,LN)被广泛用作1000 nm以上波长的倍频和1064 nm泵浦光的光参量放大,也可用于准相位匹配。同时,由于铌酸锂的电光系数和声光系数较大,因此常用于制造普克尔盒、Q开关、相位调制器、波导材料、声波晶片等。福晶科技可为上述应用提供各种规格的高质量、大尺寸的铌酸锂晶体。

 

表1. 化学和结构特性

晶体结构

三方晶系,空间群R3c,点群3m

晶胞参数

a=5.148 Å,c=13.863 Å

熔点

1253 ℃

居里温度

1140 ℃

莫氏硬度

5 Mohs

密度

4.64 g/cm3

弹性刚度系数

CE11=2.33(×1011 N/m2)

CE33=2.77(×1011 N/m2)

 

表2. 非线性和电光特性

透射范围

420-5200 nm

光学均匀性

5×10-5 /cm

折射率

ne=2.146,no=2.220 @ 1300 nm

ne=2.156,no=2.232 @ 1064 nm

ne=2.203,no=2.286 @ 632.8 nm

有效非线性系数

d33=86×d36(KDP)

d31=11.6×d36(KDP)

d22=5.6×d36(KDP)

非线性光学系数

deff(I)=d31sinθ-d22cosθsin3φ

deff(II)=d22cos2θcos3φ

Sellmeier 方程

(λ单位μm)

no2 = 4.9048 + 0.11768 / (λ2 - 0.04750) - 0.027169 λ2

ne2 = 4.5820 + 0.099169 /(λ2 - 0.04443) - 0.02195 λ2

吸收系数

0.1%/cm @ 1064 nm

热光系数

dno/dT=-0.874×10-6 /K @ 1400 nm 

dne/dT=39.073×10-6 /K @ 1400 nm

损伤阈值

100 MW/cm2(10 ns,1064 nm)

 

表3. LiNbO3热性能和电性能

熔点

1250 ℃

居里温度

1140 ℃

热导率

38 W/m/K @ 25 ℃

热膨胀系数 (@  25℃)

//a,2.0×10-6 /K

//c,2.2×10-6 /K

电阻率

2×10-6 Ω·cm @ 200 ℃

介电常数

εS11/ε0=43,εT11/ε0=78

εS33/ε0=28,εT33/ε0= 2

压电常数

D22=2.04×10-11 C/N 

D33=19.22×10-11 C/N

电光系数

γT33=32 pm/V, γS33=31 pm/V, 

γT31=10 pm/V, γS31=8.6 pm/V,

γT22=6.8 pm/V, γS22=3.4 pm/V,

半波电压,DC

电场//z,光⊥z;

电场//x或y,光⊥z;

 

3.03 KV

4.02 KV

 

 

LiNO3晶体规格指标

表4. 产品指标

尺寸公差

(W±0.1 mm)×(H±0.1 mm)×(L±0.2 mm)

有效通光孔径

中心90%区域

光洁度

20/10 参考MIL-PRF-13830B标准

平面度

λ/8 @ 633 nm

透射波前畸变

λ/4 @ 633 nm

平行度

20″

垂直度

≦15′

角度公差

≦0.5°

质量保证期

一年(正常使用)

 

福晶科技可提供镀制如下膜系

  • 双波长增透膜 @ 1064/532 nm,低反射率R<0.2% @ 1064 nm,R<0.2% @ 532 nm
  • 可镀增透膜或金/铬,用于电光产品
  • 可提供膜系定制服务
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PPLN - 周期极化铌酸锂晶体

基于准位相匹配理论(QPM),将非线性光学晶体铌酸锂(LN)制成周期反转畴结构,称之为周期极化铌酸锂晶体(PPLN),可补偿由于色散造成的相位失配,从而最大程度地利用非线性光学晶体的有效非线性系数,极大地提高了非线性晶体的变频特性。
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 产品介绍

铌酸锂晶体(LiNbO3,LN)被广泛用作1000 nm以上波长的倍频和1064 nm泵浦光的光参量放大,也可用于准相位匹配。同时,由于铌酸锂的电光系数和声光系数较大,因此常用于制造普克尔盒、Q开关、相位调制器、波导材料、声波晶片等。福晶科技可为上述应用提供各种规格的高质量、大尺寸的铌酸锂晶体。

 

表1. 化学和结构特性

晶体结构

三方晶系,空间群R3c,点群3m

晶胞参数

a=5.148 Å,c=13.863 Å

熔点

1253 ℃

居里温度

1140 ℃

莫氏硬度

5 Mohs

密度

4.64 g/cm3

弹性刚度系数

CE11=2.33(×1011 N/m2)

CE33=2.77(×1011 N/m2)

 

表2. 非线性和电光特性

透射范围

420-5200 nm

光学均匀性

5×10-5 /cm

折射率

ne=2.146,no=2.220 @ 1300 nm

ne=2.156,no=2.232 @ 1064 nm

ne=2.203,no=2.286 @ 632.8 nm

有效非线性系数

d33=86×d36(KDP)

d31=11.6×d36(KDP)

d22=5.6×d36(KDP)

非线性光学系数

deff(I)=d31sinθ-d22cosθsin3φ

deff(II)=d22cos2θcos3φ

Sellmeier 方程

(λ单位μm)

no2 = 4.9048 + 0.11768 / (λ2 - 0.04750) - 0.027169 λ2

ne2 = 4.5820 + 0.099169 /(λ2 - 0.04443) - 0.02195 λ2

吸收系数

0.1%/cm @ 1064 nm

热光系数

dno/dT=-0.874×10-6 /K @ 1400 nm 

dne/dT=39.073×10-6 /K @ 1400 nm

损伤阈值

100 MW/cm2(10 ns,1064 nm)

 

表3. LiNbO3热性能和电性能

熔点

1250 ℃

居里温度

1140 ℃

热导率

38 W/m/K @ 25 ℃

热膨胀系数 (@  25℃)

//a,2.0×10-6 /K

//c,2.2×10-6 /K

电阻率

2×10-6 Ω·cm @ 200 ℃

介电常数

εS11/ε0=43,εT11/ε0=78

εS33/ε0=28,εT33/ε0= 2

压电常数

D22=2.04×10-11 C/N 

D33=19.22×10-11 C/N

电光系数

γT33=32 pm/V, γS33=31 pm/V, 

γT31=10 pm/V, γS31=8.6 pm/V,

γT22=6.8 pm/V, γS22=3.4 pm/V,

半波电压,DC

电场//z,光⊥z;

电场//x或y,光⊥z;

 

3.03 KV

4.02 KV

 

 

LiNO3晶体规格指标

表4. 产品指标

尺寸公差

(W±0.1 mm)×(H±0.1 mm)×(L±0.2 mm)

有效通光孔径

中心90%区域

光洁度

20/10 参考MIL-PRF-13830B标准

平面度

λ/8 @ 633 nm

透射波前畸变

λ/4 @ 633 nm

平行度

20″

垂直度

≦15′

角度公差

≦0.5°

质量保证期

一年(正常使用)

 

福晶科技可提供镀制如下膜系

  • 双波长增透膜 @ 1064/532 nm,低反射率R<0.2% @ 1064 nm,R<0.2% @ 532 nm
  • 可镀增透膜或金/铬,用于电光产品
  • 可提供膜系定制服务
关键词:
PPLN
周期性极化LN
相位失配色散补偿
准相位匹配
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