離子束調控太赫茲光學材料的非線性性能研究

《離子束調控太赫茲光學材料的非線性性能研究》是依託山東大學，由王磊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：離子束調控太赫茲光學材料的非線性性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王磊
• 依託單位：山東大學

中文摘要

近紅外雷射的非線性光學頻率轉換是產生相干太赫茲輻射的重要方法。這種方法在磷化鎵、氮化鎵以及鈮酸鋰體材料中都取得了成功。準相位匹配是在材料中實現高效非線性光學頻率轉換的關鍵。波導結構可以大大提高光在材料中的光密度進而提高太赫茲輻射的效率。將準相位匹配和波導結構結合是實現太赫茲輻射源小型化的有效手段。離子輻照通過在材料中產生損傷及缺陷來誘導材料的微觀結構發生變化，進而改變注入區域非線性光學性質，具有實現準相位匹配結構的潛力。本項目利用離子輻照在材料表面改性中的優勢，結合已有的研究結果和經驗，開展離子輻照調控太赫茲光學材料非線性性質的研究，深入探討離子輻照調控材料非線性性質的物理機制，最佳化條件，製備出工作在THz波段的準相位匹配結構，為太赫茲輻射源的小型化及光子集成提供研究基礎，拓展核技術在材料科學和非線性光學領域的套用。

結題摘要

紅外非線性晶體可以產生並探測太赫茲輻射，在科研、商用及國防領域都具有套用前景。二十一世紀初已經有利用砷化鎵、鈮酸鋰等非線性晶體產生或者探測太赫茲的報告。本項目主要利用離子束對鈮酸鋰，磷酸鈦氧鉀等非線性晶體晶體表面進行改性，對注入損傷造成的非線性係數進行探測，對其深度分布進行評價。研究離子注入對材料非線性性能的影響，明晰離子束調控其非線性性能的物理機制。本項目先後研究了重要的紅外晶體，鈮酸鋰以及磷酸鈦氧鉀離子注入後的二階非線性係數的深度分布。項目的研究結果在鈮酸鋰及磷酸鈦氧鉀上利用離子束技術形成準相位匹配結構提供實驗基礎和理論依據。