中国科学院 一、三维准相位匹配SHG实验装置
b-c，当入射基波光的偏振方向沿y轴(b)和z轴(c)时，SHG光斑处于不同的偏振态
当入射基波光的偏振方向沿y轴(d)和z轴(e)时，不同偏振态下SHG的相对强度
f、基波功率与SH功率的关系
信用:、王、杨武、、、、赵、于浩海、张 非线性光子晶体是一种透明的材料，它具有空间均匀的线性极化率，但是具有周期性调制的二次非线性极化率
这些工程材料被广泛用于研究非线性波动动力学以及许多科学和工业应用
在过去的二十年里，人们一直在努力寻找一种能够构建三维纳米粒子的技术
这种能力将使许多操纵和控制非线性光学相互作用的新方案成为可能
到目前为止，在铁电铌酸锂和钡中，只有两个人工三维纳米晶体是用飞秒激光极化法制备的
77Ca0
23TiO3晶体
然而，两种非线性晶体都只有上下铁电畴，没有空间旋转极化
因此，晶体切割角度和入射光偏振仍然受限于利用最大非线性系数
铁电畴的三维空间旋转可以打破普通非线性光子晶体对入射光的严格要求，但用传统的电或光极化技术似乎难以实现
在《光科学与应用》杂志发表的一篇新论文中，来自中国山东大学晶体材料国家重点实验室和晶体材料研究所的科学家及其同事展示了一种天然钽酸钾铌酸盐(KTa0
56Nb0
具有三维自发鲁比克畴结构的钙钛矿非线性光子晶体
它在40℃时表现出接近室温的居里温度
魔方畴结构由90和180个不同极化方向的畴组成
因此，排列在晶体中的铁电畴结构将提供丰富的三维倒易矢量来补偿沿任意方向的相位失配
基于这种三维KTN非线性光子晶体，演示了一种具有四重模式光斑的二次谐波产生，证明了它是两种正交偏振态在不同非线性衍射模式下的叠加
“KTN晶体包含对应于重新配置的二阶磁化率的三维铁电偏振分布，这可以提供丰富的互易矢量来补偿沿任意方向的相位失配和入射光的偏振，”他们补充说
“KTN晶体很容易与激光写入技术兼容，因此为创建分级非线性光学调制提供了有希望的机会
因此，钙钛矿铁电体中的这种三维非线性光子晶体将在光通信、量子纠缠源、非线性成像和片上信号处理中有广泛的应用，”科学家预测
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