非线性光学晶体材料发展趋势介绍

从整个非线性光学晶体材料、器件及整体设备来说，美国、日本等发达国家是产业链大国，在大规模生产的非线性光学晶体如LiNbO3占据垄断地位。小规模的材料品种如KTP、BBO、LBO等，主要是中国、立陶宛等占具优势地位。下面介绍关于非线性光学晶体材料的几个发展阶段的趋势。

1.紫外向更短波段的发展

发展全固深紫外(200nm)相关光源，是现在国际光电子行业最前沿的研究项目之一，这是因为紫外激光在很多高技术行业发挥十分重要的应用，如新一代的集成电路光刻工艺需要全固的紫外相关光源；

光电子能谱、光谱技术中，急切需要可调谐的全固深紫外相关光源，这对推动深紫外光谱、能谱仪的发展将发挥关键性的作用，并将开辟一个新的物质科学研究行业；

深紫外相关光源还将极大地推动激光精密机械加工业的发展。由于现在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、光通信等行业产生革命性的变革。

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。在该频率转换行业已应用了几十年。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。在此行业，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。现在比较重要的有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。