Lithium Niobate Crystal နှင့် ၎င်း၏အသုံးချမှုများကို အတိုချုံးပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်း – အပိုင်း 7- LN Crystal ၏ Dielectric Superlattice

Lithium Niobate Crystal နှင့် ၎င်း၏အသုံးချမှုများကို အတိုချုံးပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်း – အပိုင်း 7- LN Crystal ၏ Dielectric Superlattice

1962, Armstrong et al.လျော်ကြေးပေးရန် superlattice မှပံ့ပိုးပေးသော ပြောင်းပြန်ပြားပြား vector ကိုအသုံးပြုသည့် QPM (Quasi-phase-match) ၏ သဘောတရားကို ဦးစွာအဆိုပြုခဲ့သည်။poptical parametric လုပ်ငန်းစဉ်တွင် မကိုက်ညီပါ။ferroelectrics ၏ polarization ဦးတည်ချက်လွှမ်းမိုးမှုnonlinear polarization နှုန်း χ2. QPM ကို ferroelectric ကောင်များတွင် ဆန့်ကျင်ဘက် အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် polarization လမ်းညွှန်များဖြင့် ferroelectric ဒိုမိန်းတည်ဆောက်ပုံများကို ပြင်ဆင်ခြင်းဖြင့် သဘောပေါက်နိုင်သည်lithium niobate အပါအဝင်, လီသီယမ် တန်တာလိတ်၊ နှင့်KTPcrystals.LN crystal သည်အကျယ်ပြန့်ဆုံးအသုံးပြုခံ့ပစ္စည်းဤနယ်ပယ်တွင်.

1969 ခုနှစ်တွင် Camlibel သည် ferroelectric domain ကိုအဆိုပြုခဲ့သည်။LN30 kV/mm အထက် ဗို့အားမြင့်လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို အသုံးပြု၍ အခြားသော ferroelectric crystals များကို ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သည်။သို့သော် ထိုကဲ့သို့ မြင့်မားသောလျှပ်စစ်စက်ကွင်းသည် သလင်းကျောက်ကို အလွယ်တကူ ထိုးဖောက်နိုင်သည်။ထိုအချိန်တွင်၊ ကောင်းမွန်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံများကိုပြင်ဆင်ရန်နှင့် domain polarization ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကိုတိကျစွာထိန်းချုပ်ရန်ခက်ခဲသည်။ထိုအချိန်မှစ၍၊ multi-domain ဖွဲ့စည်းပုံကို alternating lamination ဖြင့် တည်ဆောက်ရန် ကြိုးပမ်းလာခဲ့သည်။LNပုံဆောင်ခဲများသည် မတူညီသော polarization လမ်းကြောင်းများတွင်၊ သို့သော် သိရှိနိုင်သော ချစ်ပ်အရေအတွက်မှာ အကန့်အသတ်ရှိသည်။1980 ခုနှစ်တွင် Feng et al ။ပုံဆောင်ခဲလည်ပတ်မှုဗဟိုနှင့် အပူစက်ကွင်း axisy-symmetric အလယ်ဗဟိုကို ဘက်လိုက်ခြင်းဖြင့် eccentric ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းဖြင့် အချိန်အပိုင်းတစ်ပိုင်းပိုလာဇေးရှင်း ဒိုမိန်းဖွဲ့စည်းပုံဖြင့် ပုံဆောင်ခဲများကို ရရှိခဲ့ပြီး၊ ၎င်းကို စစ်ဆေးအတည်ပြုသည့် 1.06 μm လေဆာ၏ ကြိမ်နှုန်းနှစ်ဆထွက်ရှိမှုကို သိရှိခဲ့သည်။QPMသီအိုရီ။သို့သော် ဤနည်းလမ်းသည် အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံကို ကောင်းမွန်စွာ ထိန်းချုပ်ရန် ခက်ခဲသည်။1993 ခုနှစ်တွင် Yamada et al ။semiconductor lithography လုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးချလျှပ်စစ်စက်ကွင်းနည်းလမ်းနှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် Perdic domain polarization ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို အောင်မြင်စွာဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့သည်။အသုံးချလျှပ်စစ်စက်ကွင်း polarization နည်းလမ်းသည် အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် Polared ၏ ပင်မပြင်ဆင်မှုနည်းပညာဖြစ်လာသည်။LNပုံဆောင်ခဲ။လက်ရှိတွင် အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် ဖြတ်တောက်ထားသည်။LNcrystal သည် စီးပွားဖြစ်ထုတ်လုပ်ထားပြီး ၎င်း၏အထူဗူးဖြစ်သည်။be5 မီလီမီတာထက်ပို။

Periodic Poled ၏ ကနဦး အသုံးချမှုLNcrystal ကို လေဆာကြိမ်နှုန်းပြောင်းလဲခြင်းအတွက် အဓိကအားဖြင့် ယူဆပါသည်။1989 ခုနှစ်အစောပိုင်းတွင်, Ming et al ။ferroelectric domains များမှ တည်ဆောက်ထားသော superlattices များအပေါ် အခြေခံ၍ dielectric superlattices ၏ သဘောတရားကို အဆိုပြုခဲ့သည်။LNcrystalssuperlattice ၏ ပြောင်းပြန် ရာဇမတ်ကွက်များသည် အလင်းနှင့် အသံလှိုင်းများ၏ လှုံ့ဆော်မှုနှင့် ပျံ့နှံ့မှုတွင် ပါဝင်မည်ဖြစ်သည်။1990 ခုနှစ်တွင် Feng နှင့် Zhu et al ။multiple quasi matching သီအိုရီကို အဆိုပြုခဲ့သည်။1995 ခုနှစ်တွင် Zhu et al ။အခန်းအပူချိန် ပိုလာရိုက်ခြင်းနည်းပညာဖြင့် တစ်ပိုင်းတစ်ပိုင်း-အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် dielectric superlattices ကို ပြင်ဆင်ထားသည်။1997 ခုနှစ်တွင် စမ်းသပ်စစ်ဆေးမှုကို လုပ်ဆောင်ခဲ့ပြီး optical parametric လုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခု၏ ထိရောက်သော ပေါင်းစပ်ပေါင်းစပ်မှု၊-ကြိမ်နှုန်းနှစ်ဆတိုးခြင်းနှင့် အကြိမ်ရေ summing ကို တစ်ပိုင်းတစ်ပိုင်းစူပါလပ်တီစတွင် တွေ့ရှိခဲ့ပြီး၊ ထို့ကြောင့် ပထမဆုံးအကြိမ်အဖြစ် ထိရောက်သောလေဆာသုံးကြိမ်နှုန်း နှစ်ဆတိုးလာခြင်းဖြစ်သည်။2001 ခုနှစ်တွင် Liu et al ။quasi-phase ကိုက်ညီမှုအပေါ် အခြေခံ၍ သုံးရောင်စုံလေဆာကို သိရှိနိုင်စေရန် အစီအစဥ်ကို ရေးဆွဲထားသည်။2004 ခုနှစ်တွင် Zhu et al သည် လှိုင်းအလျားများစွာရှိသော လေဆာအထွက်၏ optical superlattice ဒီဇိုင်းကို သဘောပေါက်ခဲ့ပြီး all-solid-state လေဆာများတွင် ၎င်း၏အသုံးချမှုကို သိရှိခဲ့သည်။2014 ခုနှစ်တွင် Jin et al ။ပြန်လည်ပြင်ဆင်နိုင်သည့်အပေါ် အခြေခံ၍ optical superlattice ပေါင်းစပ်ထားသော photonic ချစ်ပ်တစ်ခုကို ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။LNwaveguide optical path (ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း)၊ ရောထွေးနေသောဖိုတွန်များ၏ထိရောက်သောမျိုးဆက်နှင့် chip ပေါ်ရှိ မြန်နှုန်းမြင့် electro-optic modulation ကိုပထမဆုံးအကြိမ်ရရှိခြင်း။2018 တွင် Wei et al နှင့် Xu et al တို့သည် 3D အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် ဒိုမိန်းဖွဲ့စည်းပုံကို အခြေခံ၍ ပြင်ဆင်ခဲ့သည်LNပုံဆောင်ခဲများ၊ နှင့် 3D အချိန်အပိုင်းအခြားအလိုက် ဒိုမိန်းဖွဲ့စည်းပုံများကို အသုံးပြု၍ ထိရောက်သော လိုင်းမဟုတ်သော အလင်းတန်းပုံဖော်ခြင်းကို 2019 ခုနှစ်တွင် နားလည်ခဲ့သည်။

Integrated active photonic chip on LN and its schematic diagram-WISOPTIC

LN (ဘယ်) နှင့် ၎င်း၏ ဇယားကွက် (ညာဘက်) တွင် ပေါင်းစပ်ထားသော တက်ကြွသော ဖိုနစ်ချစ်ပ်

dielectric superlattice သီအိုရီ၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု၏အသုံးချမှုကိုမြှင့်တင်ခဲ့သည်။LNcrystal နှင့် အခြားသော ferroelectric crystals များသည် အမြင့်အသစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။, ပေးတော်မူ၏။အစိုင်အခဲ-အခြေအနေလေဆာအားလုံး၊ optical frequency comb၊ laser pulse compression၊ beam shaping နှင့် quantum communication ရှိ အလင်းရင်းမြစ်များ တွင် အရေးကြီးသော application အလားအလာများ။


စာတိုက်အချိန်- ဖေဖော်ဝါရီ- ၀၃-၂၀၂၂