¿Qué es un cristal óptico no lineal?
El cristal óptico no lineal es un material de cristal óptico importante que puede modular, modular en amplitud, polarizar y modular en fase el rayo láser. Dado que la tecnología láser se utiliza ampliamente en la industria, la agricultura, el ejército, la medicina y otros campos, el desarrollo de nuevos cristales ópticos no lineales también se ha convertido en una frontera y un tema candente en los campos de la tecnología optoelectrónica internacional y la tecnología de nuevos materiales.
En la década de 1960, los Laboratorios Bell en los Estados Unidos descubrieron el cristal de niobato de litio (LiNbO33). Sin embargo, debido a que el cristal tenía cambios refractivos inducidos por la luz, nunca pudo usarse como duplicador de frecuencia en altas frecuencias. Dispositivo láser de potencia. En la década de 1970, los cristales de KTP se descubrieron por primera vez en el Laboratorio Central de DuPont en los Estados Unidos, pero no fue hasta la década de 1980 que se obtuvieron cristales de KTP de gran tamaño con valor de aplicación industrial.
Desde la década de 1980, mi país ha logrado grandes avances en el desarrollo de materiales de cristal óptico no lineal. El Instituto 209 del Ministerio de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desarrolló por primera vez un cristal de Mg:LiN-bO3 dopado con un 5% molar, lo que aumentó el umbral de resistencia al daño ligero del cristal de LiNbO3 a >10MW/cm2. Este proceso de crecimiento fue ampliamente utilizado en los Estados Unidos en ese momento. En 1989, el instituto desarrolló con éxito dos monocristales, MgO:LiNbO3 y rri:MgO:LiNbO3, dopados con un 7% molar. Manteniendo una alta uniformidad óptica, el umbral de resistencia al daño por luz del cristal alcanzó 60 MW/cm2. Como cristal de duplicación de frecuencia intracavitaria para láser Nb:YAG, este cristal tiene una eficiencia de salida del 61 %, que es el nivel internacional más alto para cristales similares.
Después de años de investigación experimental, el Instituto Fujian de Estructura de Materiales de la Academia de Ciencias de China anunció oficialmente el descubrimiento de los cristales de BBO en 1984. El coeficiente de multiplicación de frecuencia de este cristal es 4 veces mayor que el del cristal KDP y el rango de coincidencia puede alcanzar 2,6 μ ~ 400 nm (onda fundamental). La longitud de onda de salida más corta en la región ultravioleta es de 189 nm, satisfaciendo así los requisitos de radiación coherente de los científicos. en la región ultravioleta de 400 ~ 20 nm de diversas necesidades. Por lo tanto, fue elogiado por la comunidad internacional de tecnología láser como uno de los avances más significativos comparables a los láseres semiconductores de alta potencia en el campo de la optoelectrónica. Posteriormente, el instituto lanzó un cristal óptico no lineal más nuevo: el LBO. La aparición de este cristal resuelve el problema de que los cristales KIP y MgO:LiNbO3 no se pueden utilizar para duplicar la frecuencia de láseres potentes (>100 MW/cm2) y supera algunas deficiencias de los cristales BBO, convirtiéndose en otro nuevo cristal con importante valor práctico.
Sobre esta base, en 1989, el Instituto de Estructura de la Materia de Fujian, Academia de Ciencias de China, utilizó la "Teoría del grupo de iones de efectos ópticos no lineales de los cristales" para calcular y estudiar sistemáticamente la estructura y la estructura genética. del sistema de borato. La relación entre el efecto de duplicación de frecuencia microscópica y el borde de absorción en la región ultravioleta de los cristales. Sobre la base de esta investigación teórica, mediante síntesis química, análisis físicos y químicos, crecimiento de cristales y pruebas ópticas y eléctricas sistemáticas, finalmente se inventó un nuevo material de cristal óptico no lineal con gran valor práctico: el triborato de litio (LiB3O3). El cristal se usa ampliamente en dispositivos de duplicación de frecuencia, frecuencia suma, oscilación paramétrica y amplificador de láseres de pulso de alta potencia y láseres de potencia promedio alta en las bandas del infrarrojo cercano, visible y ultravioleta, y dispositivos de duplicación de frecuencia dentro de la cavidad. La revista estadounidense "Laser and Electro-Optics" calificó este invento como uno de los diez mejores productos internacionales de alta tecnología en 1989. Ha sido ampliamente utilizado en algunos laboratorios nacionales y extranjeros y en la industria del láser.
La exitosa investigación sobre el nuevo triborato de litio de cristal óptico no lineal ha promovido aún más el desarrollo en profundidad de materiales de cristal óptico no lineal de borato y dispositivos láser en el país y en el extranjero.