中国科学院 任意非线性光学晶体中附加相位匹配条件的示意图
白色和灰色区域分别代表有序晶体和无序非晶
周期长度λ等于有序宽度La和无序宽度Lb之和(λ= La+Lb)
值得注意的是，La和Lb可以等价于相干长度Lc或Lc的整数倍
deff/0和n1/n2分别代表有序和无序区域的二阶非线性系数和折射率
(2)在相同晶体长度下，不同相移(δφAPP)的APP石英的SH场振幅的示意图
(c)用镧=Lb= 2的APP石英样品对APP(δφAPP)进行理论计算
1微米，1
4微米和0
7微米(d) 177
镧= 1磅= 2时，3纳米SHG输出功率，单位为APP石英(紫色点)
1微米和δφ= 3π，在生长的石英中(绿点)
信用:邵明川、、于浩海、、张 相位匹配条件是高效非线性频率转换的关键标准
在这里，中国科学家采用了附加周期相位(APP)技术来满足石英晶体中的相位匹配条件，并通过实验证明了从可见光到深紫外光谱区的有效非线性频率转换
应用程序理论和产生的可见光到深紫外辐射将彻底改变下一代非线性光子学及其进一步的应用
非线性光学频率转换是扩展激光波长的重要技术，在现代技术中得到了广泛应用
频率转换的效率取决于相互作用光波之间的相位关系
高转换效率需要令人满意的相位匹配
然而，由于非线性光学晶体的色散特性，相位失配现象时有发生；因此，相位匹配条件应该特别设计
有两种广泛使用的相位匹配技术:双折射相位匹配和准相位匹配
通常，BPM利用非线性光学晶体的自然双折射特性，而QPM主要关注铁电畴的周期性反转
然而，大多数非线性光学晶体既没有足够的双折射，也没有可控的铁电畴
因此，迫切需要开发新的途径来满足任意非线性晶体和宽波长范围内的相位匹配
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在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，提出了一个基于非线性频率变换基本原理的概念，即无序排列的附加周期相位(APP)，它可以截断非线性光到基本光的能量传输通道，补偿失配相位
APP概念是指在光以相干长度Lc传播后，产生的相位差δφ_ PD被δφ_ APP+δφ_ PD = 2π(m为整数)的附加相位差δφ_ APP补偿
基于应用程序概念，通过飞秒激光写入技术在石英晶体中引入周期性有序/无序结构，实现波长为177的从紫外到深紫外的有效输出
3 nm
更有趣的是，相位匹配可以摆脱双折射和铁电材料在非线性频率转换上的限制，并且应该适用于所有非中心对称的非线性晶体，以便在材料的传输范围内的任何波长上实现有效输出
“据我们所知，相位匹配的深紫外177
3 nm的产生首先通过石英晶体以1
07‰”他们补充道
“这种应用程序策略可以为宽带波长的任意非线性晶体提供一种通用的途径
更重要的是，这种有序/无序排列为光学系统增加了一个可变的物理参数，从而导致非线性或线性调制以及经典或量子光子学的下一代革命，”科学家预测
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