发布时间:2015-06-22 阅读:8314
在非中心对称的晶体中,由于材料本身的三阶非线性系数很小,一般通过级联的二阶非线性效应来产生三阶非线性效应。克尔电光效应作为三阶非线性效应的一种,在电光开关、电光探测中有着广泛的应用,但是都是基于中心对称的材料。所以,如何增强非中心对称材料中的克尔电光效应是个重要的问题。在本工作中,我们利用级联的线性电光效应,实现了克尔电光效应的增强,并把它应用到倍频的控制上。
我们发现,同一个周期性极化铌酸锂,可以同时匹配级联的线性电光效应和倍频两个物理过程。任意给定一个畴反转周期,都可以找到对应的基波光波长和实验温度来实现相位匹配。级联的线性电光效应可以产生一个有效的电光非线性折射率,大小约为10-6,远大于由直接的电光效应产生的折射率变化(10-9)。该有效地折射率可以有效地影响倍频的相位匹配,所以通过控制外加电压就可以控制倍频。实验上,我们通过倍频频谱的漂移测量了有效的电光非线性折射率变化,并推导出有效的克尔电光系数为10-17 m2V-2,这比铌酸锂本身的克尔电光系数10-21 m2V-2大了四个数量级。
除了控制倍频,增强的克尔电光非线性还可以应用到和频、差频等其他二阶非线性效应上,并且可以应用在电光可控的三阶非线性上,例如群速度的控制和相位调制。
该研究成果已发表在Photonics Research, 3(4), 168-172 (2015)。