Rayscience PPLN User Manual

PPLN 晶体-激光波长转换革命性技术

PPLN 晶体登上历史舞台，体积小，转换效率高！

PPLN 晶体-激光波长转换革命性技术！

周期性极化铌酸锂（PPLN）—— 一种改变激光波长的高效晶体

我们在 PPLN 领域的专业加工，提供了宽范围的波长转换的多种高质量晶体。我们还可提供定制产品，可

满足 460nm-5100nm 激光波长范围的转换，并为一系列应用提供 OEM 设计服务。

PPLN 在激光显示领域的应用

Covesion 为激光显示提供掺镁的 PPLN 晶体（MgO:PPLN）。通过掺镁大幅度提高了晶体的光学损伤及光

折变阈值，同时保持高的非线形系数：理想地将低成本的近红外激光转换成红绿蓝三色。为 OEM 量产提

供优质的原材料。

PPLN 在中红外领域的应用

我们的 PPLN 能够满足许多工程领域中在中红外具有针对性和可调谐的广泛应用，包括远程气体探测、光

谱分析、制药过程监督等。另外，我们还提供各种配件和系统专门设计用于晶体的应用。

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许多材料具有非线形特性，但铌酸锂的效果明显强于其他传统的材料。为充分利用铌酸锂晶体的高的非线

形系数，Convesion 提供了所谓“周期性极化”的微结构。这种工艺可使晶体最佳地工作在不同波长，器

件可用于倍频、差频、和频和光学参量放大，以及其他非线形过程。

PPLN 的典型使用是将聚焦的激光光束通过一定长度的晶体，光在晶体的另一端发出新波长的光及残余的

输入光。

为达到非线形晶体的最高转换效率，入射光和目标光波长必须“相位匹配”，使它们彼此同步。大多数非

线形晶体，不同波长光传播速度不同，导致它们在晶体中传播时相位失配。传统的波长转换晶体，如 BBO

或 LBO，相位匹配是通过沿特定的晶体方向来完成，该方向由于双折射效应两波长光传播保持同步。铌酸

锂，虽然非线形系数远大于其它晶体，但将它进行周期性极化，可实现“准”相位匹配。因此，铌酸锂的

高转换效率可在实践中加以使用。

PPLN 能达到转换效率很大程度上取决于激光束的属性。例如，优化的短脉冲激光单次通过晶体可获得 80%

的转换效率，但使用连续激光器，转换效率就可能下降到只有几个百分点。

PPLN 是将生产的铌酸锂原材料晶圆进行所谓的“周期性极化”获得。铌酸锂是铁电晶体，在每个晶胞单

元，由于铌离子和锂离子的晶格位置略有偏移，便产生了一个小的电偶极矩。通过施加一个强的电场，可

以逆转这种结构，重新分布晶体中的偶极矩。反转铌酸锂结构的电场约为 22KV/mm，反转时间仅需几个毫

秒，之后该反转结构将永久性保持。在 PPLN 中，我们按光栅结构每隔几微米进行周期性反转，以实现输

入光和输出光的准相位匹配。

在单个 PPLN 晶体上，可以完成多个光栅周期结构的加工。对 OPO 和其他可调谐应用，利用多周期结构

可从单一泵浦光得到宽波长范围的光。光聚焦到不同周期光栅可实现波长的粗调，晶体的温度变化则可实

现精细调节。

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PPLN 晶体-激光波长转换革命性技术！

PPLN 是一种高效的非线形晶体，获得最大的波长转换效率必须对温度进行控制，并且晶体内部均匀的温

度分布也很重要。Covesion 提供了一系列的温度控制夹具或温控炉，以及温度控制器，尽量提高波长转换

性能。改变晶体问题，也用于 OPO 中窄范围的波长调谐或其他波长转换应用。

PPLN 扩展了现有的激光系统，光谱覆盖可见到中红外。正确的 PPLN 和泵浦激光组合，可获得波长 450nm

到 5um 范围的光。Covesion 还专门加工更复杂的晶体结构，在一个光学晶体上集合多种功能。

PPLN 所提供的实际有效的波长转化，使得它成为各行业应用的焦点，如显示器、航空、电信、环境检测

等。

详情请浏览我们的 PPLN 产品及配件。

周期性极化铌酸锂（PPLN）提供了 460nm-1500nm 波长范围内的高效率波长转换。我们专业的极化工艺

可制作 4.5um 到 33um 的极化周期，是批量制造的理想选择。下面列出了标准的产品系列，对目前最常用

的非线形过程进行分类：倍频（SHG）， 和频（SFG），差 频（ DFG）和光学参量振荡/产生（OPO/OPG）。

我们的 PPLN 晶体的标准范围与广泛使用的各种波长的激光相结合。每个晶体包含多周期光栅，灵活地实

现温度及波长组合。我们的晶体镀增透膜，并抛光到：<λ/4 平坦度，±5min 平行度，高于 20-10 光学表面

质量。所有标准产品都经过严格的质量检验，提供带夹具的现货。

客户还可自定义晶体长度、厚度、增透膜，及极化光栅设计，详情可参考我们网页。

掺镁周期性极化铌酸锂（PPMgO:LN）提供了高效率的可见光和中红外波长转换方面的应用。通过在铌酸

锂材料在中掺杂 5%氧化镁，可大大提高晶体的抗光折变能力，并保持其高的非线形系数。这使得可在可

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