MgO:PPLN 是非線性光學晶體(ti) ，用於(yu) 在 460nm –5100nm 範圍內(nei) 進行高效波長轉換。我們(men) 專(zhuan) 有的 PPLN極化工藝可創建 4.5μm 至
33μm+ 的高保真光柵周期，是大批量製造的理想選擇。Covesion專(zhuan) 門從(cong) 事周期極化铌酸鋰(PPLN)晶體(ti) 的製造，包括摻氧化鎂周期極
化铌酸鋰(MgO:PPLN或PPMgO:LN)塊體(ti) 晶體(ti) 和波導。這些PPLN晶體(ti) 是用於(yu) 非線性波長轉換的高效介質，非線波長轉換過程如二次諧
波（倍頻），差頻，和頻，光參量振蕩，和其它二階非線性過程。
晶體(ti) 長度
當選擇一種晶體(ti) 時，晶體(ti) 長度是一個(ge) 重要的因素。對於(yu) 窄帶連續波光源，我們(men) 的20mm到40mm的較長晶體(ti) 長度將提供最好的效率。
然而，對於(yu) 脈衝(chong) 光源，長晶體(ti) 對激光帶寬和脈衝(chong) 寬度敏感性增加，會(hui) 具有負麵效應。對於(yu) 納秒脈衝(chong) ，我們(men) 通常推薦10mm長度，而最
短的0.5mm到1mm的長度則適用於(yu) 飛秒脈衝(chong) 係統。
極化
為(wei) 了利用铌酸鋰的最高非線性係數，輸入光應該是e偏振的，即偏振態必須與(yu) 晶體(ti) 偶極矩匹配。通過使光的偏振軸與(yu) 晶體(ti) 的厚度方向平
行可實現這一點。這可用於(yu) 所有非線性相互作用。
聚焦和光路設計
由於(yu) ppln是一種非線性材料，當晶體(ti) 中光子的強度最大時，將獲得從(cong) 輸入光子到產(chan) 生光子的最高轉換效率。這通常是通過晶體(ti) 的端麵
正入射，將聚焦的光耦合到PPLN晶體(ti) 的中心來完成的。對於(yu) 一種特定的激光束和晶體(ti) ，存在一種最佳的光斑尺寸來實現最佳的轉換效
率。如果光斑尺寸過小，束腰的強度就會(hui) 較高，但瑞利長度比晶體(ti) 短的多。因此，在晶體(ti) 輸入端的光束尺寸過大，導致在整個(ge) 晶體(ti) 長度
上平均強度降低，就會(hui) 降低轉換效率。一個(ge) 好的經驗法則是對於(yu) 具有高斯光束分布的連續激光，光斑尺寸應選擇在瑞利長度為(wei) 晶體(ti) 長度
的一半時的大小。光斑尺寸可減小一定的量，直到獲得最高效率。PPLN具有高的折射率，在每個(ge) 未鍍膜的麵上導致14%的菲涅耳損
耗。為(wei) 了增加晶體(ti) 的透過率，晶體(ti) 的輸入和輸出端麵鍍了增透膜，從(cong) 而將每個(ge) 麵的反射降到1%以下。
溫度和周期
一個(ge) PPLN晶體(ti) 的極化周期由使用的光的波長決(jue) 定。準相位匹配波長可通過改變晶體(ti) 的溫度來稍微調節。Covesion庫存的PPLN晶體(ti) ，
每個(ge) 係列都包括多種不同的極化周期，這些極化周期可在給定的晶體(ti) 溫度下使用不同的輸入波長。我們(men) 的計算調節曲線對相位匹配所需
的溫度給出了很好的參考。轉換效率與(yu) 溫度的關(guan) 係符合一個(ge) sinc2函數，描述晶體(ti) 溫度接受帶寬(圖5)。晶體(ti) 越長，接受帶寬越窄，越敏
感。在許多情況下，非線性相互作用的效率對溫度的敏感在幾個(ge) 攝氏度內(nei) 。
通過將晶體(ti) 加熱到比計算溫度稍高的溫度，例如高10℃，然後使晶體(ti) 冷卻，同時檢測產(chan) 生波長的輸出功率，可以確定最佳溫度。
Covesion PPLN 爐子易於(yu) 結合到一個(ge) 光學裝置中。它能夠與(yu) Covesion的OC3溫度控製器配對，將晶體(ti) 溫度保持在±0.01℃，提供非常
穩定的輸出功率。
MgO:PPLN與(yu) 無摻雜的PPLN比較
無摻雜的PPLN通常在100℃到200℃之間的溫度操作，以減小光折變效應。光折變效應可損傷(shang) 晶體(ti) ，引起輸出光束變形。在光譜的可
見光部分出現較高能量時，光折變效應在PPLN中是更嚴(yan) 重的，僅(jin) 在推薦的溫度範圍內(nei) 使用晶體(ti) 是尤其重要的。在铌酸鋰中加入5%的
MgO顯著地增加晶體(ti) 的光學損傷(shang) 和光折變閾值，而又保留晶體(ti) 高的非線性係數。MgO:PPLN具有較高的損傷(shang) 閾值，適合於(yu) 高功率應
用。它也可在從(cong) 室溫到200℃的溫度下操作，顯著地增加了晶體(ti) 的波長調節能力。在某些特殊情況下，MgO:PPLN可在室溫下操作，並
且不需要溫度控製。
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