非线性光学晶体现状及发展趋势

三、发展趋势

1）紫外向更短波段的发展

发展全固态深紫外（200nm）相干光源，是目前国际光电子领域最前沿的研究项目之一，这是因为紫外激光在许多高技术领域有着十分重要的应用，如新一代的集成电路光刻技术需要全固态的紫外相干光源；光电子能谱、光谱技术中，迫切需要可调谐的全固态深紫外相干光源，这对于推动深紫外光谱、能谱仪的发展将起到关键性的作用，并将开辟一个新的物质科学研究领域；深紫外相干光源还将极大地推动激光精密机械加工业的发展。由于目前还没有直接输出深紫外波长的激光晶体问世，解决固态深紫外激光光源的关键问题集中在紫外波段的NLO变频晶体的研制和应用开发，其带动相关工业发展和技术进步的前景是十分诱人的。

2）现有非线性光学晶体性能的改进以及新晶体的开发

一个最典型的例子是化学计量比的LiNbO3（简称SLN），由于结构完整性提高，SLN较普通的一致熔融铌酸锂（简称CLN）性能上有质的飞越，若解决了的实用化技术，将会在光电子、光通信等领域产生革命性的变革。—BBO是首先用来将Nd：YAG输出的1064nm激光四倍频获得266nm紫外光的非线性光学晶体。在该频率转换领域已应用了几十年。但该晶体在输出266nm激光的功率超过180毫瓦时，便会产生光折变损伤而被打坏。新近研制成熟的CLBO晶体，不但晶体生长比BBO容易、长出的单晶比BBO大，而且在266nm输出达40瓦时，也未被打坏。在此领域，CLBO有替代BBO的趋势。

3）非线性光学晶体的周期性极化准相位匹配技术（QPM）

我国在周期及准周期极化相位匹配的研究方面处于国际领先水平。由于这类准相位匹配器件可以充分发挥晶体的非线性光学性能，而且一块晶体可以同时完成倍频、和频、参量振荡等功能。所以这类技术在光通信、激光显示、空气污染检测、医药以及国防等方面都有重要的应用，QPM材料及器件正显示其极强的生命力。目前比较重要的有PPLN、PPKTP及PPRTA等（“PP”也为“准相位匹配”表示法之一）。

4）红外波段的非线性光学晶体

相对于可见和紫外波段的非线性晶体，红外波段的非线性晶体发展比较慢，主要原因是现有的红外非线性晶体的光损伤阈值太低，直接影响了实际使用。由于红外非线性光学晶体在军事上有重要应用前景，这一类晶体材料成为非线性光学领域的一个重点发展方向。

5）新型的光折变晶体材料

现有的光折变材料如LiNbO3、BaTiO3等在进行光学信息存储应用时，其光折变响应速度还不够快、存储噪声还比较大，这两方面的性能还不能与目前广泛应用的电磁存储技术相比。故必须寻找新型的、性能更好的光折变晶体材料或进一步对现有的光折变材料改性提高。

四、发展思想和重点

我国在非线性光学晶体的产业化方面也取得了明显进展，建立了一些生产线，某些晶体品种已经实现了商品化，如KTP、LBO、BBO、LN、LT等，产品除满足国内需求外，还大量出口。