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几十年来,共出现了三种LN光子平台,分别为块状晶体、弱约束波导和紧密约束波导。
块状LN晶体通常是毫米到厘米级的LN块经抛光后得到,被用于电光调制、二次谐波生成、回音廊谐振器等场景,且可以经电场极化实现相位速度匹配;
弱约束LN波导的非线性转换效率相比块状晶体提高了两到三个数量级,能在中等光功率下有效地产生电磁波,其制造方法包括钛扩散、质子交换和飞秒激光写入,被用于高效的二次谐波生成、长距离通信系统、量子光学等场景;
紧密约束LN波导是较新的LN薄膜结构,其模式体积更小,达到亚波长范围,具有高约束性和高非线性,适合制造和集成倍频器、电光调制器、光频梳等元件,可用于要求大规模生产、低成本、低功耗的应用场景。
LN的各种材料特性使之有利于产生和控制宽谱电磁波。
二阶和三阶非线性效应分别适合二次谐波生成(SHG)、和频生成(SFG)和差频(DFG)生成过程和四波混频过程的发生;
线性电光效应(波克尔斯效应)意味着LN的折射率变化与施加的电场成正比,可被用于光的相位调制;
光弹性效应,即LN折射率是应变的函数,适合进行电磁波的调制和移频。
[2023 Science 开年文章 | 铌酸锂光子学](https://mp.weixin.qq.com/s/F2Q-oqDBayLMei0gwoTNNQ)
[Lithium niobate photonics: Unlocking the electromagnetic spectrum](https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj4396)


非线性Metalens使用铌酸锂材料,转换红外光到紫外光
[# 超薄透镜将入射光波长减半,让红外光"现形"](https://mp.weixin.qq.com/s/MsDSt2RVE1_L3_XqaGWKrQ)