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都难以在晶体内部实现三维电畴布局的陈列
发布时间:2018-08-29 21:45   信息来源:admin   
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  中国科学手艺大学与南京大学的研究团队合作成长出一种全新的电畴节制手艺:操纵聚焦飞秒激光在铌酸锂晶体内部实现铁电畴(二阶非线性光学系数)的定点擦除,实现了二阶非线性光学系数在三维空间的调制。在制备布局的过程中,吴东传授团队提出了分歧层能量弥补加工手艺,包管了三维布局的全体均一性。颠末两年多时间的试探,在铌酸锂晶体中成功制备出了四方布局的三维非线性光子晶体,光子晶体的三维周期布局参数为3 μm (x) × 3 μm (y) × 11 μm (z)。南大研究团队在后续尝试上成功察看到了预期的三维准相位婚配倍频效应,100 μm光程的共线, 该值与理论估算相分歧。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供给了一种新材料, 也为三维微纳光子器件的成长供给了支持。现实上三维非线性光子晶体中调制的不只有二阶非线性光学系数,因为铁电晶体中压电系数、电光系数、热电系数等所有奇数阶物性张量都是随电畴调制的,也构成了三维空间分布,能够预见,更多的新的光、声及其耦合效应将会从这种新材猜中被连续揭示出来。

  中国科学院材料力学行为和设想重点尝试室吴东教讲课题组与南京大学固体微布局国度重点尝试室张勇、肖敏课题组以及胡小鹏、祝世宁课题组合作,操纵飞秒激光电畴擦除手艺初次成功制备出三维非线性光子晶体,并实现了三维准相位婚配的激光倍频。相关功效近期以“Experimental demonstration of a three-dimensional lithium niobate nonlinear photonic crystal”为题,8月20号在线颁发在国际权势巨子光学期刊Nature Photonics [doi:上。

  光子晶体是近些年成长起来的一个新兴范畴,制备并研究非线性极化率周期变化的非线性光子晶体成为目前研究的热点,用非线性光子晶体拓展光学范畴、制造光学器件长短线性光子晶体研究的主要标的目的。在晚期的研究中,南京大学研究组采用晶体发展条纹手艺和室温极化手艺成功研制出了一维、二维非线性光子晶体,并展现了其在非线性光束整形、光量子消息处置等方面很多新的使用。在此根本上,研究人员也等候着能研制出三维非线性光子晶体,从中揭示更多的别致效应。然而,保守制备手艺,包罗晶体发展手艺、室温电场极化手艺等,都难以在晶体内部实现三维电畴布局的陈列。制备三维非线性光子晶体成为近二十年非线性光学范畴令人迷惑的难题之一,飞秒激光的呈现处理了这一难题。得益于极短的脉宽,飞秒激光很容易发生极高的峰值功率,世界杯买球从而使光与物质发生多光子接收或隧穿电离等非线性感化,使其能够深切通明介质内部,以超越光学衍射极限的精度对材料进行三维微加工。

  中国科学手艺大学2016级博士生汪超炜、南京大学魏敦钊博士、王慧君同窗和胡小鹏副传授为论文配合第一作者,中国科学手艺大学工程学院吴东传授、南京大学张勇传授、肖敏传授和祝世宁院士为论文配合通信作者。该项研究工作获得了科技部国度重点研发打算、国度天然科学基金、中科院仪器专项、固体微布局物理国度重点尝试室和人工微布局科学与手艺协同立异核心的支撑。

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