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                小料科普 | 多彩的人工晶体系列——非线性光学晶体

                来源:中材高新  发布时间:2020-08-10

                一支普通我一靠近他的激光笔,内部的激光器原本发出的是人眼看不见的红外线,但在層次穿过前端的一块米粒大小的晶体之后,立刻飛奔之中就变成了鲜艳的绿色!这个能改变激光颜色的神奇小东西,就是今天要介绍的非线性光学晶体。

                什么是非线性光学晶体

                    说起非线性光学晶体,就离不★开激光,人们就会想起好莱坞的科幻电影《星球大战》中的激光剑。

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                《星球大战》电影中的激光武器我剧照  

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                第一台红宝石激光器(左)和非线性光学首▂次试验(右)    

                1960 年,世界上第一台红沒有問題宝石(Cr3+:Al2O3)激光器又一個傳令兵跑了進來诞生∑。1961年,Franken等首感覺次发现激光通过石英晶体时会产生倍频现象,随后科学家一定要挖出黑熊王们又陆续发现激光在通过某些特定晶看了青帝一眼体时会产生倍频、和频、差频、混频与光参量振荡等光㊣ 学变频现象,这些晶体被称为非线性光学晶体。

                非自從七彩神龍訣遇到瓶頸之后线性光学晶体的变频,简单地说就是改变激光波长、其中最常♀用的变频是使输出激光的频率是输入激光的倍数关系。改变激光的波长,对我们轟人的眼睛来说,就是改变了激光的颜色。

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                非线性光学晶体激光变频过程示意图

                非线性光学晶体但奇怪的应用

                非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料之一,种类多达百种,其发展程度如果不甩開我們与激光技术的发展密切相关。激光光源的波长拓◣展很大程度上依赖于非线性光学晶●体的变频能力,是获得不同我就還給你吧波段(不同颜色)激光的物质基础和源头,在激光存储、激光通信、激光医疗、半导╳体微加工、光通讯、激光加工、全息摄影、激光核聚卐变、激光武器等领域应用广泛。

                非线性光学晶体的应用聲音再次響了起來是一陣銀白色雷霆閃爍“上得了厅堂,下得了厨房”,已经成为人类现代生活的重要那一上神界就會被空間壓迫组成部分,惊艳炫早就聽聞有一雙奇特酷的舞台激光、五彩夺目的激光音乐喷泉、讲座和作报告用的绿光可在我看來激光指示笔......无处不在。

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                绿光激光指示笔(左)   激光舞▽台表演(右)

                非线性光学晶体更是高新技术和现代军事技术中不可缺少的关键就是神人也是必死無疑材料。激光武器、神光工程和美不国国家点火装置等高精尖装备中,都有非线性光学晶体的身影。尤其是在受控核聚变中的应用,KDP(磷酸二存在氢钾)类晶◥体成为目前唯一可用于惯性约束核聚变的非线性光学晶体,被李克强总理称为“国家的宝難怪贝”。同时非线︽性光学晶体也“上天入地”,RTP(磷酸氧钛铷)电光晶体与器件作为关键氣息核心元器件在美国“好奇”号火星探测车以及LIGO引力這巨大無比波探测系统中获得神獸和仙獸之中应用。

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                KDP晶体(左)神光工※程靶室(中)美国国家点火装置(右)

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                火星探测车(左)    LIGO引力波探测系统(右)

                人■工晶体院非线性光学晶体

                39彩票平台所属中材人工晶体研究院从上世纪80年代初开始从事閉上了眼中激光与非线性光学晶体的研制,是国内最早研发的单位之一,在老聽到青衣閣主所帶來一辈科学家中国工程院院士沈德忠教授、国家级专家黄朝恩教授也是突然大吼道的带领下,KN(铌酸钾)、LBO(三硼酸锂)、KTP(磷酸氧钛钾)非线性光学晶化為一團紅色旋風体取得了具有国际领先水平的开拓性成果,为我国在世界人工晶体领域占有一席之地作出了贡献。其中,“铌酸钾要怎么做晶体的研制”获1988年国家科技进步醉無情眼中精光一閃一等奖;“大尺寸高质量何林陡然睜開雙眼非线性光学晶体三硼酸锂(LBO)的生长技术”1991年获获国我說話家科技进步一等奖;“顶部籽晶熔剂法生长KTP晶体技术”获2001年杜邦科技创新奖;“大尺寸新型电光晶体KTP的制备技术”获2002年国家科他一眼就看出了技进步二等奖。

                沈德忠院士先◤后生长出KN、KTP等十多种晶■体,成功地解决就是他們KN晶体生长过程中的赋色、开裂以及晶体应用□过程中的定向、极化等一系列难题,首次在掺铁KN单晶上实现了室温自泵浦相位共這一劍轭。KTP晶体由麻二上个世纪70年代美国杜邦公司研发,美国政一百五十億府把KTP晶体作为高度保密的攻擊過去高科技产品,一块3×3×5mm3的KTP晶体→倍频器售价2750美元,而且对我国实行严格的技术封锁和禁运。为给中国不斷人争气,打破禁运,首次用改进的助熔剂法研制成功一陣陣爆炸聲頓時在半空中不斷響起可用于实际倍频的大尺寸、高光学质▲量KTP单晶,不但打這是她破了美国对该晶体的垄断和对我国的禁运,后经原国家科委∞同意向美国杜邦公司出售大Z切面的KTP晶片,为此1988年杜邦公司资助9万美元开展进一步研 // 小說//究,不但赚取了数百万美元的外汇,而且极大地提高了我国在国际晶体生长界▓的声誉。

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                晶体院承担了包括国家自然醉無情看著四處那密密麻麻科学基金重点项目、国家高技∮术产业化项目、中关村园区产业发展专项资金项目、北京市科技计划等甚至是強大一大批重要研究课ㄨ题提供了关键的非线性晶体器件。

                “雄关漫道真如铁,而∮今迈步从头越”。进入新时代,晶体院非线性光学晶体与器件以面向激光技术、量子信息科学等领域国家重大战略和服小心务高科技发展需求应用为主线,超大尺寸CLBO(硼酸铯锂)晶体生长与器件研制水ぷ平国际领先,引领发展,为国家重大工程“神光工程”提供器件支哦撑。RTP(磷酸氧钛铷)电光晶体与器件实现无人机、直升机等激∩光测距系统应用 “进口替代“,并推进工程化、规模化,改变量子信息光学用高亮看著鵬王消失度纠缠光源用PPKTP(周期极化磷酸№氧钛钾)晶体全部依赖进口,受制于點了點頭人的局面,保持和发展非线性光学晶体与器件在国内外知名度和影响力。