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本文摘要:光子晶体是近些年发展一起的一个新兴领域,制取并研究非线性极化亲率周期变化的非线性光子晶体沦为目前研究的热点,用非线性光子晶体扩展光学领域、制作光学器件是非线性光子晶体研究的最重要方向。中国科学院材料力学不道德和设计重点实验室吴东教授课题组与南京大学液体微结构国家重点实验室张勇、肖敏课题组以及胡小鹏、祝世宁课题组合作,利用飞秒激光电畴读取技术首次顺利制取出有三维非线性光子晶体,并构建了三维定振幅给定的激光倍频。

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光子晶体是近些年发展一起的一个新兴领域,制取并研究非线性极化亲率周期变化的非线性光子晶体沦为目前研究的热点,用非线性光子晶体扩展光学领域、制作光学器件是非线性光子晶体研究的最重要方向。中国科学院材料力学不道德和设计重点实验室吴东教授课题组与南京大学液体微结构国家重点实验室张勇、肖敏课题组以及胡小鹏、祝世宁课题组合作,利用飞秒激光电畴读取技术首次顺利制取出有三维非线性光子晶体,并构建了三维定振幅给定的激光倍频。在早期的研究中,南京大学研究组使用晶体生长条纹技术和室温极化技术顺利研制出了一维、二维非线性光子晶体,并展出了其在非线性光束整形、光量子信息处理等方面许多新的应用于。在此基础上,研究人员也期望着能研制出三维非线性光子晶体,借此说明了更好的新奇效应。

然而,传统制取技术,还包括晶体生长技术、室温电场极化技术等,都无法在晶体内部构建三维电畴结构的排序。制取三维非线性光子晶体沦为将近二十年非线性光学领域令人困惑的难题之一,飞秒激光的经常出现解决问题了这一难题。归功于很短的脉长,飞秒激光很更容易产生极高的峰值功率,从而使光与物质再次发生多光子吸取或隧穿着电离等非线性起到,使其可以了解半透明介质内部,以打破光学散射无限大的精度对材料展开三维微加工。

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中国科学技术大学与南京大学的研究团队合作发展出有一种全新的电畴控制技术:利用探讨飞秒激光在铌酸锂晶体内部构建铁电畴(二阶非线性光学系数)的定点读取,构建了二阶非线性光学系数在三维空间的调制。在制取结构的过程中,吴东教授团队明确提出了有所不同层能量补偿加工技术,确保了三维结构的整体皆一性。经过两年多时间的思索,在铌酸锂晶体中顺利制取出有了四方结构的三维非线性光子晶体,光子晶体的三维周期结构参数为3μm(x)×3μm(y)×11μm(z)。南大研究团队在先前实验上顺利仔细观察到了预期的三维定振幅给定倍频效应,100μm光程的共线倍频切换效率超过了10^-4,该值与理论估计相符。

三维非线性光子晶体研制成功为研究三维空间的非线性光学和量子光学研究获取了一种新材料,也为三维微纳光子器件的发展获取了承托。


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