非线性晶体
非线性光学晶体材料的选材与设计研究
非线性光学晶体材料的选材与设计研究随着科技的不断发展，非线性光学晶体材料的应用也越来越广泛。
非线性光学晶体材料能够产生比线性光学材料更强大、更复杂的光学效应。
在激光技术、通信技术、光电子学、医学、生物学等领域都有着广泛的应用。
选材和设计是非线性光学晶体材料制备的重要环节，本文将对非线性光学晶体材料的选材和设计进行详细探讨。
一、非线性光学晶体材料的基本概念选材和设计之前需要先了解非线性光学晶体材料的基本概念。
非线性光学晶体是指在高强光作用下，产生非线性光学效应的晶体。
这种晶体材料有着类似于线性光学晶体的结构和非线性介电性质。
在高强光作用下，非线性光学晶体材料中的电子吸收和产生非线性的光学响应。
在实际应用中，非线性光学晶体材料分为三类：非线性光学晶体、非线性光学液晶和非线性光学有机材料。
非线性光学晶体具有峰值功率、时间延迟和非均匀性等性质。
非线性光学液晶具有快速响应、可控性、低电压驱动等性质。
非线性光学有机材料则具有低成本、透明度等性质。
二、非线性光学晶体材料的选材在选材时需要考虑的因素有很多，包括非线性系数、二阶非线性系数、三阶非线性系数、透明度、光强损失、光学吸收、激光损伤阈值、生长方法、晶体结构和热学稳定性等。
良好的非线性光学晶体材料需要满足这些要求。
1. 非线性系数非线性系数是材料优劣的关键指标之一。
非线性光学晶体材料的非线性系数越大，非线性光学效应就越显著。
因此，选材时需要优先考虑非线性系数。
BaB2O4、LiNbO3、KTA、LBO、BBO 等晶体都具有很高的非线性系数。
2. 二阶非线性系数二阶非线性系数是材料进行二次谐波发生的指标。
二阶非线性系数越大，二次谐波转化效率越高。
在实际应用中，二阶非线性系数的大小非常重要。
ZnGeP2、LBO、KTiOPO4、BBO等晶体的二阶非线性系数比较高。
3. 三阶非线性系数三阶非线性系数是材料进行三次谐波发生的指标。
在实际应用中，三阶非线性效应在超短光脉冲或者脉冲幅度调制中具有很大作用。
2024年非线性光学晶体市场规模分析
2024年非线性光学晶体市场规模分析引言随着科技的不断发展，非线性光学晶体在光学领域中扮演着重要的角色。
非线性光学晶体具有诸多优势，例如高非线性系数、宽光谱响应等，使其在激光、通信、成像等应用中有着广泛的应用前景。
本文旨在对非线性光学晶体市场规模进行全面的分析，为相关领域的从业者提供参考。
市场概述非线性光学晶体市场是一个快速发展的市场，其中包含了各种类型的晶体产品。
这些产品根据其材料、尺寸、性能等方面的差异，适用于不同的应用领域。
市场驱动因素分析技术进步和创新随着科技的不断进步和创新，非线性光学晶体的性能得到了显著的提升。
新材料的研发和制备技术的改进使得非线性光学晶体能够满足更高要求的应用。
增长应用领域需求非线性光学晶体在激光、通信、成像等领域有着广泛的应用需求。
随着这些领域的不断发展，对非线性光学晶体的需求也在逐步增加。
政策支持和投资各国政府对于光学领域的发展给予了积极的政策支持和投资。
这些政策和资金的引入，促进了非线性光学晶体市场的增长。
市场规模分析市场规模及趋势根据市场调研数据显示，非线性光学晶体市场规模逐年扩大。
预计在未来几年内，市场规模将继续保持较高的增长率。
主要产品类型分析非线性光学晶体市场的主要产品类型包括：锂钽酸盐晶体、铌酸锂晶体、KTP晶体等。
这些产品在不同领域中具有不同的应用。
区域市场分析目前，亚太地区是全球非线性光学晶体市场的主要消费地区。
同时，北美和欧洲等地也有相当规模的市场需求。
市场竞争格局非线性光学晶体市场存在一定程度的竞争。
目前，一些知名企业在市场中占据较大份额。
除了传统企业外，一些新兴企业正在加快研发和产业化进程，增加了市场竞争的强度。
市场挑战与机遇分析激烈竞争压力随着市场竞争加剧，企业面临着激烈的竞争压力。
如何提高产品质量、降低成本，成为企业面临的重要挑战。
技术创新与研发能力非线性光学晶体市场对技术创新和研发能力有着很高的要求。
企业需要不断加强技术研发和创新，以提供更具竞争力的产品和解决方案。
非线性光学晶体的合成及其应用研究
非线性光学晶体的合成及其应用研究随着科技不断迭代升级，各行各业都在不断探索新的技术和材料，以创造更多高效优质的产品。
其中，非线性光学晶体是一种十分重要的新型材料，它具有高二次谐波发生效率、低损耗、高光学红外透明度等特点，被广泛应用于激光系统、光通信、生物医学等领域。
本文将从合成方法、材料性质、应用等多个方面探讨非线性光学晶体的研究进展。
一、非线性光学晶体的合成在研究非线性光学晶体前，需要先了解非线性光学效应。
非线性光学效应分为三种类型，即二次谐波发生效应、三次谐波发生效应和光学调制效应。
其中，二次谐波发生效应是最常见的一种，也是使用最广泛的一种非线性光学效应。
非线性光学晶体的合成方法主要有两种，一种是传统的水热法合成，另一种是溶胶-凝胶法合成。
在传统的水热法中，将原料按照化学反应的需求混合后，加入适量的水，然后在高温高压下反应，最终得到晶体。
这种方法合成出的晶体质量稳定，但缺点是反应条件苛刻，需要高温高压环境下反应，不够环保。
另一种方法是溶胶-凝胶法合成，即在溶胶中加入适量的金属盐后，经过凝固和热处理等步骤最终得到晶体。
这种方法能够获得高纯度、且微观结构均匀的晶体，但需要较长的处理时间。
二、非线性光学晶体的材料性质非线性光学晶体具有多个材料特性，如：1.高二次谐波发生效率。
非线性光学晶体具有高的二次谐波产生效率，能够将激光转换为紫外光等更高频率的光子。
2.低自吸收和低损耗。
非线性光学晶体的基质材料晶体结构紧密，光学透明度高，自吸收和损耗率低。
3.高光学透明度。
非线性光学晶体对光学红外区域透明度高，这使得它们特别适用于光学通信、红外微波探测等领域。
4.宽带隙。
非线性光学晶体具有宽带隙，这使得它们具有很好的激光泵浦特性，提高了二次谐波产生效率。
此外，非线性光学晶体的衰减系数也非常小，这让其能够在高能量输入情况下仍能稳定运作。
三、非线性光学晶体的应用1. 激光技术非线性光学晶体在激光系统中有着广泛的应用，可以用于波长扩展、锁模、倍频、和频和差频等方面，从而实现谐振腔的微调和大量光谱的覆盖。
铌酸锂晶体
铌酸锂晶体简介铌酸锂晶体（Lithium niobate，简称LN）是一种非线性光学晶体，具有广泛的应用领域，包括通信、光电子学和激光技术等。
它以其优异的非线性光学性能和稳定性而闻名，被广泛应用于光学调制器、光学开关、光学放大器和光学谐波发生器等领域。
结构与性质铌酸锂晶体属于三斜晶系，晶体结构为中空针晶（Hollow needle-like）。
其化学式为LiNbO3，摩尔质量为147.87g/mol。
铌酸锂晶体的晶格常数为a = 5.1477 Å，b =5.1975 Å，c = 13.863 Å，α = 90°，β = 90°，γ = 120°。
铌酸锂晶体具有良好的光学性能，主要包括： - 高非线性系数：铌酸锂晶体的非线性系数是有机非线性晶体的几十倍，达到约30pm/V，在非线性光学领域具有重要的应用价值。
- 宽光谱宽度：铌酸锂晶体具有宽波导带宽数量和连续调制特性，可用于调制不同波长的光信号。
- 良好的稳定性：铌酸锂晶体具有优异的热稳定性和光学稳定性，在高温和大功率应用中表现出色。
制备方法铌酸锂晶体一般通过实验室合成的方法制备。
主要制备方法有： 1. 水热法：将适量的铌酸、碳酸锂和稀硝酸混合，并在高温高压条件下反应，生成铌酸锂晶体。
然后，通过过滤、干燥、研磨等步骤得到铌酸锂晶体的粉末。
2. 溶胶-凝胶法：将铌酸锂的溶胶和凝胶混合，并通过热处理使溶胶凝胶转化为固体铌酸锂晶体。
应用领域铌酸锂晶体在光学通信、光电子学和激光技术等领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.光学调制器：铌酸锂晶体具有优异的光电效应，可以用作光学调制器，实现对光信号的调制和控制，广泛应用于光通信系统中。
2.光学开关：由于铌酸锂晶体具有快速响应时间和低驱动电压的优点，可以制成高速光学开关，用于光信号的切换和调制。
3.光学放大器：铌酸锂晶体基于拉曼放大效应制成的光学放大器具有宽带、高增益和低噪声等特点，可以用于光纤通信和光电子设备中。
非线性光学晶体的制备与应用研究
非线性光学晶体的制备与应用研究随着科技的不断进步及应用的不断拓展，非线性光学已经成为热门研究领域之一。
其中，非线性光学晶体作为具有重要意义的光学材料起到了至关重要的作用。
本文将从非线性光学晶体的制备与应用两个方面入手，讨论其相关研究内容，以期为相关领域的科研工作者提供一定的参考。
一、非线性光学晶体的制备1、非线性光学晶体的概念及特点非线性光学晶体，一般指非线性光学材料中的晶体形态。
它们具有比普通非线性光学材料更强的非线性响应，因此在高频率光学变化和量子效应等领域有着广泛的应用。
2、常用的非线性光学晶体材料目前，非线性光学材料的种类非常多，常见的有二氧化硅、硫化锌、硒化锌等无机晶体，以及聚合物、氧化周期镓等有机材料。
其中，氯化铷（RbCl）和氯化铯（CsCl）等双离子晶体作为最早被人们认识的非线性晶体材料之一，依然是重要的非线性光学晶体之一。
此外，氧化镉（CdO）和氧化钙（CaO）等天然矿物晶体，也被发现具有了重要的非线性响应。
3、非线性光学晶体的制备方法制备非线性光学晶体的方法与普通的无机晶体相似，主要包括溶液法、熔融法和化学气相沉积法等。
但由于非线性光学晶体通常采用的是分子晶体的形式，因此需要特殊的注意事项。
同时，近年来也有人采用生物技术手段制备透明、无机基质的非晶体材料，其在非线性光学领域的应用前景也十分广阔。
二、非线性光学晶体的应用研究1、现有的应用场景非线性光学晶体在现代科技、通信领域中有着广泛的应用。
它们可以通过光学调制技术实现信息传输、激光器控制以及相移等功能，同时在光伏、光电技术、医学等领域中也发挥着种种独特的作用。
因此，其研究和应用是非常具有意义和前景的。
2、未来的研究方向在非线性光学晶体的研究过程中，需要深入探讨其物理机制，以及制备和应用，这些都是目前的研究重点。
同时，近年来发展出了非线性光学相位调制技术，这也成为未来研究的一项重要方向。
在实际应用中，需要将非线性光学晶体与其他器件结合，如波导器件等，以提高其性能和优化其特性。
KBBF非线性光学晶体及应用解析
七、KBBF晶体的工作性能
• 一般来说，倍频效率不仅与基波电场初始 强度有关，而且与晶体长度有关，倍频效 率随晶体长度的增大而增加并逐渐达到同 一饱和限度；同一晶体长度，基波功率越 高，倍频效率越高；基波功率愈大，高斯 光束达到饱和效率所需晶体长度愈短；不 同的基波功率均随着晶体长度的增加而或 早或晚地达到同一饱和效率。 • 晶体长度并不是越长越好，还应该考虑损 耗
七、KBBF晶体的工作性能
• 2）匹配相位角 • KBBF晶体 I类倍频基波 的下限波长为 323 nm， 直接倍频产生的谐波波 长为161.5 nm，相位匹 配角为87.330 25°， 是目前直接倍频匹配波 长最短的晶体，晶体可 在200 nm以下的深紫外 波段实现相位匹配
七、KBBF晶体的工作性能
六、KBBF晶体的制备
• 目前报道的使用水热法制备的最佳结果是 福建物质结构所唐鼎元等人以KBF4，BeO和 B2O3为原料，在750℃ 恒温 48 h（固相反 应），其产物经固态烧结（800℃）后得到 籽晶。并使用籽晶在KF及H3BO3水溶液中经 二区加热（生长区300-400℃，溶解区350420℃）生长20-100d得到较大晶体。通过 这种方法得到了厚度超过10mm的晶体。
八、KBBF棱镜耦合装置
• 通过使用KBBF棱镜耦 合装置解决了KBBF加 工困难和Z方向厚度小 的问题，同时通过装 置的整体转动可以适 应各种匹配角，或者 通过调整石英的切割 角度来调整基光入射 角。
九、应用与展望
• 现使用KBBF晶体已经可获得瓦级200 nm 和 41 mW 177. 3 nm 的相干光,并获得了从 232. 5-170 nm 的 Ti 宝石激光的可调谐 四倍频谐波光输出。这已可应用于大部分 实际所需,如超高能量分辨率光电子能谱仪、 深紫外激光光电子显微镜、 193 nm 光刻 技术等。此外, 随着晶体生长技术的改进, 在得到更大更厚的晶体之后,KBBF 族晶体 将可获得深紫外光谱区的更高功率输出和 更广泛的应用。
lis非线性光学晶体
lis非线性光学晶体随着科技的不断发展，光学材料正在日益被用于各种应用领域。
其中，非线性光学晶体是技术发展的重要组成部分，其他高科技应用，如激光、显微镜、探测分析和低功耗传感系统，都离不开非线性光学晶体。
在这里，本文将重点介绍最新发展的LIS非线性光学晶体。
LIS非线性光学晶体是一种新型非线性光学材料，由中国科学院上海硅酸盐研究所和英国工程师John Lister共同开发。
它具有高性能、稳定、可靠的特点，可以更有效地转换电子信号。
LIS晶体的结构由一种多面体几何形成，由多个形状相同的三棱锥组成，中间接合处通过四个点结构连接。
这种几何设计使得非线性特性得到充分发挥，能够有效地实现高效的光学效率。
此外，由于LIS晶体的结构特殊，使它具有良好的抗辐射性能，可以抗很高的辐射水平，从而更加适合高辐射环境中使用。
另外，LIS晶体的优势体现在抗振动性方面也非常出色，它拥有极高的抗振动和抗冲击性能，可以保护内部元件不受振动和冲击的影响，从而提高了系统的可靠性，提供更可靠的光学转换性能。
此外， LIS晶体还具有高精度和强度高的特点，比传统晶体具有更高的可靠性，更易于制造和维护，可以提供更好的光学效率和更稳定的输出信号，从而有效地提高系统性能。
可以看出，LIS非线性光学晶体的优势在多面体几何设计、优良的抗辐射性能、极高的抗振动性能和高精度与强度方面更加突出，因此，它是目前应用最广泛的非线性光学晶体。
它的出现，可以为各种应用领域的技术发展提供有效的支持，也可以提供更高效的光学效率和更高的可靠性。
综上所述，LIS非线性光学晶体是一种具有多面体几何形状、优良抗辐射性能、抗振动性能和高精度与强度的新型非线性光学晶体，它的出现为技术发展提供了有效的支持，也可以提供更高的光学效率和更高的可靠性。
随着LIS非线性光学晶体的广泛应用，未来生活将会更加美好。
非线性光学晶体
非线性光学材料
郭泓良 柴胤光 李源
非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料之 一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质 基础，其发展程度与激光技术的发展密切相关。
非线性光学晶体材料可以用来进行激光频率转换，扩 展激光的波长；用来调制激光的强度、相位；实现激 光信号的全息存储、消除波前畴变的自泵浦相位共轭 等等。所以，非线性光学晶体是高新技术和现代军事 技术中不可缺少的关键材料，各发达国家都将其放在 优先发展的位置，并作为一项重要战略措施列入各自 的高技术发展计划中，给予高度重视和支持。
非线性光学元件在调制开关与远程通讯、信息处理和 娱乐等三个领域表现出了加速发展的趋势。
主要的商业化非线性光学晶体有铌酸锂（LiNbO3）、 磷酸钛氧钾（KTP）、-偏硼酸钡(BBO)、三硼酸锂 （LBO）、磷酸二氢钾（KDP）、磷酸二氘钾（DKDP） 等，其中LiNbO3是市场最大的非线性光学晶体，光通
从最初的石英倍频晶体开始，不断涌现出铌酸锂
（LiNbO3—LN）、磷酸二氢钾(KH2PO4—KDP)、磷酸 二氘钾(KD2PO4—DKDP)、碘酸锂(LiIO3—LI)、磷酸氧 钛钾(KTiOPO4—KTP)、偏硼酸钡(-BaB2O4—BBO)、三 硼酸锂(LiB3O5—LBO)、铌酸钾（KNbO3—KN）、硼酸 铯(CSB3O5—CBO)、硼酸铯锂(LiCSB6O10—CLBO)、氟 硼酸钾铍（KBe2BO3F2—KBBF）以及硫银镓 （AgGaS2—AGS）、砷镉锗（CdGeAs—CGA）、磷锗 锌（ZnGeP2—ZGP）等非线性光学晶体，
首次体在全世界得到普遍的 应用，促进了激光技术的发展。
主导了周期、准周期极化人工微结构非线性光学晶体 材料的研究和实验验证，开拓了非线性光学晶体的新 领域。
非线性光学晶体的性能与应用
非线性光学晶体的性能与应用引言：非线性光学晶体是一类具有特殊光学性质的材料，其在光学领域有着广泛的应用。
本文将介绍非线性光学晶体的性能特点以及其在通信、激光技术和生物医学等领域的应用。
一、非线性光学晶体的性能特点1. 非线性效应非线性光学晶体具有非线性效应，即当光强度较高时，晶体的光学性质会发生明显的非线性变化。
这种非线性效应使得晶体在光学调制、频率转换和波长选择等方面具有独特的优势。
2. 高非线性系数非线性光学晶体的非线性系数通常较高，能够将输入光信号进行高效的转换和调制。
这种高非线性系数使得晶体在光学信号处理和光学器件设计中具有重要的应用价值。
3. 宽光学透明窗口非线性光学晶体通常具有宽的光学透明窗口，能够在可见光和红外光等多个波段范围内有效传输光信号。
这种宽光学透明窗口使得晶体在光通信和光传感等领域具有广泛的应用前景。
二、非线性光学晶体的应用1. 光通信非线性光学晶体在光通信领域中有着重要的应用。
通过利用晶体的非线性效应，可以实现光信号的调制、调制解调和光信号转换等功能。
此外，晶体的宽光学透明窗口使得其可以传输多个波长的光信号，从而提高了光通信系统的传输容量和性能。
2. 激光技术非线性光学晶体在激光技术中也有着广泛的应用。
通过利用晶体的非线性效应，可以实现激光的频率转换、倍频和混频等功能。
这种功能可以用于激光器的频率调谐、激光脉冲压缩和激光波长选择等方面，为激光技术的发展提供了重要的支持。
3. 生物医学非线性光学晶体在生物医学领域中也有着广泛的应用。
通过利用晶体的非线性效应，可以实现生物组织的非线性显微成像和光学操控等功能。
这种功能可以用于细胞和组织的高分辨率成像、药物递送和光学治疗等方面，为生物医学研究和临床应用提供了新的手段。
结论：非线性光学晶体具有独特的性能特点和广泛的应用前景。
通过充分利用晶体的非线性效应，可以实现光信号的高效处理和调制，为光通信、激光技术和生物医学等领域的发展提供了重要的支持。
非线性光学晶体
非线性光学晶体非线性光学晶体对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的晶体非线性光学晶体是对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的晶体。
非线性光学晶体是一种功能材料，其中的倍频（或称“变频”）晶体可用来对激光波长进行变频，从而扩展激光器的可调谐范围，在激光技术领域具有重要应用价值。
1 介绍具有非线性光学效应的晶体。
广义指在强光或外场作用下能产生非线性光学效应的晶体。
通常将强光作用下产生的称为非线性光学晶体; 外场作用下产生的称电光、磁光、声光晶体。
此外，还有含共轭体系的有机分子组成的晶体或聚合物。
广泛应用的有KH2PO4(KDP)、NH4H2PO4(ADP)、CsH2A5O4(CDA)；KTiOPO4、KNbO3、NiNbO3、 Ba2NaNb5O15；BaB2O4(BBO)、LiB3O5(LBO)、NaNO2；GaAs、InSb、InAs、 ZnS等。
按状态分为块状、薄膜、纤维、液晶。
利用二阶非线性效应产生的倍频、混频、参量振荡及光参量放大等变频技术，可拓宽激光的波长范围，已应用于核聚变、医疗、水下摄影、光通信、光测距等方面。
2 三硼酸锂晶体简称LBO晶体。
分子式为 LiB3O5，属正交晶系，空间群为Pna2 的一种非线性光学材料。
福建物质结构研究所首次发现。
密度2.48g/cm，莫氏硬度6，具有较宽的透光范围（0.16～2.6μm），较大的非线性光学系数，高的光损伤阈值（约为KTP的 4.1倍，KDP 的1.83倍，BBO的2.15 倍）及良好的化学稳定性及抗潮解性。
可用于1.06μm激光的二倍频和三倍频，并可实现Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配。
用功率密度为350MW/cm的锁模Nd ：YAG激光，样品通光长度为11mm （表面未镀膜），可获得倍频转换效率高达60%。
LBO晶体可制作激光倍频器和光参量振荡器。
用高温溶液法可生长出光学质量的单晶。
3 三硼酸锂铯晶体CLBO晶体的基本结构与三硼酸铮和三硼酸铯相同，其阴离子基因中平面基团和四面体基团的结合是其大的非线性效应来源。
非线性晶体
一水甲酸锂晶体, 苹果酸钾晶体,磺酸水杨酸二钠晶体 L精氨酸磷酸盐晶体, 氘化LAP晶体； (2) 酰胺类晶体—尿素晶体； (3) 苯基衍生物晶体； (4) 吡啶衍生物晶体； (5) 酮衍生物晶体； (6) 有机金属络(配)合物晶体； (7) 聚合物晶体。
1、 激光频率转换(变频)晶体 非线性光学频率转换晶咋主要用于激光倍频、和频、差
频、多次倍频、参量振荡和放大等方面，以拓宽激光辐射 波长的范围，开辟新的激光光源等。
(1)红外波段的频率转换晶体 现有的性能优良的频率转换晶体，大多适用于可见光、 近红外和紫外波段的范围．红外波段，尤其是波段在5μm 以上的频率转换晶体，至今能得到实际应用的较少。
下能实现相位匹配，化学稳定性好，它是迄今为止的激光损
伤阂值最高的非线性光学晶体材料，已实现了光参量振荡输 出，对1. 06μm的Nd：YAG激光的倍频转换效率高达60%。
2、 电光晶体 电光晶体主要用于激光的调制、偏转和Q开关等技术
应用方面。主要的有：磷酸二氘钾[K(DxH1-x)2PO4]、铌酸 锂(LiNbO3)，钽酸锂(LiTaO3)，氯化亚铜(CuCl)和钽铌酸 钾(KtaxNb1-xO3)等晶体。
光折变晶体的非线性光学系数非常高，已做成增益因子 高达4000的光学放大器。
有应用价值的光折变晶体主要有：钛酸钡(BaTiO3)、铌 酸钾(KNbO3)、铌酸锂(LiNbO3)、以及上述掺Fe离子的三种
(晶B体SO、)晶铌体酸、锶铌钡酸(S锶r1-钡xB钾axN钠b[2KON6)a系(S列r1-、xB硅ax)酸0.9铋Nb(2BOi162，SiKON20S)BN]
三元化合物晶体 AgGaS2 晶体， AgGaSe2晶体, Ag2AsS3 晶体, CdGeAs2 晶体, TlAsSe2晶体， HgCdTe2晶体
三硼酸锂非线性光学晶体
三硼酸锂非线性光学晶体
1什么是三硼酸锂非线性光学晶体
三硼酸锂(LBO)非线性光学晶体是一种晶体，它由成分LiB3O5组成，它是一种用于制备二次非线性光学(NLO)效应的实用晶体。
它具有良好的折射率系数和橡胶系数，这使它成为有用的介质，可实现非线性光学效应，如振荡，偏振效应和泵浦抑制等。
2三硼酸锂非线性光学晶体的优势
三硼酸锂非线性光学晶体的优势在于它的结构稳定，可以将其用于大范围的波长，从短紫外到红外，而不会对频率或温度产生很大的影响。
另外，它还具有非常高的折射率，可以将其应用于几种实验条件下的光子反射，从而实现很多有趣的物理效应。
此外，三硼酸锂非线性光学晶体还具有可以抗静电场，防止电离辐射的优势，因此在用于特殊光学应用中特别有用。
3三硼酸锂非线性光学晶体的应用
三硼酸锂非线性光学晶体有许多应用。
首先，它可以用来制作镜片和其他光学元件，可以用来实现激光器滤波，增强或变换激光束，实现各种波形管理，可以实现单模式或双模式激光，可以实现高灵敏度的光学传感器，增强拉曼散射，实现宏观结构的颗粒检测，可以调制激光的时间，空间结构，减少流动的折射率异常等等。
另外，三硼酸锂非线性光学晶体还具有在高能激光和微小环境中的应用能力，可以增强激光的灵敏度和稳定性。
4三硼酸锂非线性光学晶体的未来
随着科学技术的进步，三硼酸锂非线性光学晶体将在更多领域产生影响。
预计，三硼酸锂非线性光学晶体将会在未来发挥更大的作用，比如生物医疗、图像处理、通信和控制等领域，将改变现实世界中光学研究和应用。
在未来，人们将会继续关注三硼酸锂非线性光学晶体的研究和应用，以便更好地利用它来改善人类的生活质量，实现更高的效率。
非线性光学晶体.
除光通信外，工业激光、电光是非线性光学晶体应 用的重要市场，近几年一直保持着每年1520%的市 场增长，其中BBO、KTP晶体是本领域近几年增长最 快的晶体品种，市场前景看好。
医用固体激光器领域是非线性光学晶体的另一个重要 市场，主要应用的是KTP、KDP和BBO晶体，CLBO 也将会得到大量应用。由于医疗行业激光器的快速发 展，带动KTP等非线性光学晶体的需求量也迅速增长。
2）现有非线性光学晶体性能的改进以及新晶体的开 发
3）非线性光学晶体的周期性极化准相位匹配技术 （QPM）
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
非线性光学材料郭泓良 柴胤源自 李 源非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料之 一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质 基础，其发展程度与激光技术的发展密切相关。
非线性光学晶体材料可以用来进行激光频率转换，扩 展激光的波长；用来调制激光的强度、相位；实现激 光信号的全息存储、消除波前畴变的自泵浦相位共轭 等等。所以，非线性光学晶体是高新技术和现代军事 技术中不可缺少的关键材料，各发达国家都将其放在 优先发展的位置，并作为一项重要战略措施列入各自 的高技术发展计划中，给予高度重视和支持。
用LN制作的光波导器件及调制器件，已广泛应用于 光通讯；利用KTP晶体的商业内腔倍频YAG激光器， 其绿光输出可达几百瓦；用CBO和频的YAG三倍频 激光器，355nm输出已达17.7瓦；用CLBO四倍频的 YAG激光器，266nm紫外光输出已达42瓦；用KBBF 直接六倍频已获177.3nm的深紫外激光；使用KTP、 BBO、LBO的光参量振荡器，其调谐范围覆盖了可 见光到4.5m波段，并实现单纵模运转。
非线性光学晶体
1、〔1〕查阅资料综述主要非线性光学晶体种类、性能特征、液相生长技术及其制；〔2〕试以倍频/混频非线性光学效应原理分析光参量振荡器工作原理。
非线性光学晶体的种类：KDP晶体: 中文名称磷酸二氢钾晶体英文名称potassium dihydrogen phosphate crystal，KDP化学式为KH2PO4的非线性光学晶体，属四方晶系。
非线性系数d3630.63×10012m/V，对0.69430m激光倍频相位匹配角θmm50.451°。
磷酸二氢钾(KDP)晶体是一种最早受到人们重视的功能晶体，人工生长KDP 晶体已有半个多世纪的历史，是经久不衰的水溶性晶体之一。
KDP晶体的透光波段为178nm～1.45um，是负光性单轴晶，其非线性光学系数d36〔1.064um〕=0.39pm/V，常常作为标准来比较其他晶体非线性效应的大小，可以实现Ⅰ类和Ⅱ类位相匹配，并且可以通过温度调谐来实现非临界位相匹配(包括四倍频和和频)。
属于四方晶系，点群D4h，无色透明。
该晶体具有多功能性质。
上世纪50年代，KDP作为性能优良的压电晶体材料，主要被应用于制造声纳和民用压电换能器。
60年代，随着激光技术出现，由于KDP晶体具有较大的非线性光学系数和较高的激光损伤阈值，而且晶体从近红外到紫外波段都有很高的透过率，可对1.064μm激光实现二倍频，同时KDP晶体又是一种性能优良的电光晶体材料。
使得该晶体在高功率激光系统受控热核反应、核爆模拟等重大技术上更显现出它的应用前景，因此，对特大尺寸的KDP优质光学晶体的研究，在国内外一直受到研究者的极大关注。
性能特征：1. 晶体溶解度：从溶液中生长单晶体，很重要的一个参数是了解物质的溶解度。
根据溶解度与温度的关系绘制得到物质的溶解度曲线，它是选择晶体生长方法和生长温度区间的重要依据。
2.晶体结晶习性：取少量纯固体磷酸二氢钾将其配制成未饱和溶液〔以溶解度曲线为依据〕，自然蒸发数日后逐渐到达饱和，此时溶液形成少量晶核，在结晶驱动力作用下，逐渐形成外形完整的KDP小籽晶。
非线性晶体
(2)双能级模型 1969年，Phillips和VanVechten提出了双能级模型。将晶体 中所有能带简化为两个能级，即导带和价带，采用导带和价带 之间的平均带隙来近似计算晶体的非线性光学系数。
倍频效应的方法来筛选潜在的非线性光学晶体。原理是， 用脉冲激光照射一薄层晶体粉末，将所产生的二次谐波 强度，与在同样测试条件下的标准晶体粉末(如α-SiO2或 KDP等晶体粉末)所产生的二次谐波强度进行比较。
5、几种理论模型 Franken等发现了非线性光学效应一年以后，1962年，
Armstrong等就开始从理论上探索晶体非线性光学效应的物理 过程，将晶体的倍频系数与其电子波函数联系起来，给出了由 量子力学求解的晶体非线性光学系数的公式。但由于求解复杂 晶体能带波函数的困难，发展了许多近似方法和理论模型。
均存在着从可见光到红外波段的性能良好的频率转换晶体。 磷酸盐晶体 (i) 磷酸二氢钾(KH2PO4)结构型晶体，简称KDP型晶体。 KDP型晶体是用水溶液或重水溶液法生长的，具有优良
的压电、电光和频率转换性能．这些晶体作为压电换能器、 声纳等常用的晶体材料, 是适用于激光核聚变等高功率激光 系统中的优选晶体。
(7)双重基元结构模型 1987年，许东等将无机非线性光学晶体中畸变八面体同有 机非线性光学晶体的共轭体系电荷转移这两种理论结合起来， 提出了探索新型非线性光学晶体的双重基元结构模型。
7、非线性光学晶体的展望
从现有的非线性光学晶体发展的概况来看，晶体的透光波 段大多是从紫外—可见一近红外区波段，对于真空紫外、红外、 光折变、光学超晶格量子阱、高速电—光Q开关等晶体研究得 较少。目前，所用的激光晶体全是无机晶体，所用的非线性光 学晶体也大多是无机晶体，有用的有机非线性光学晶体为数尚 少。有待发展的几个方面的研究工作：
非线性晶体
非线性晶体
非线性晶体是一种新型类型的晶体，它以具有非线性光学性质为特征，广泛应用于光学、光子技术和信息处理技术方面。
其最大的优点是，它可以把一些原本无法实现的物理效应变成有效的通用光学特性。
非线性晶体具有半导体和金属晶体相结合的特性，这种特性有利于实现完美的晶体结构，从而起到相应的非线性光学效果。
非线性晶体的种类
目前，非线性晶体的种类主要有以下几种：熔接晶体、掺杂晶体、微结构晶体及兆赫晶体等。
熔接晶体是由一种熔接材料，如热塑性树脂或硅树脂，与一种类似晶体的物质，如玻璃或半导体结合而成，具有极强的非线性光学效应；掺杂晶体由一种主要材料掺入少量的其他材料而成，在物理和化学性质上具有较强的区别，也具有非线性光学特性；微结构晶体是在晶体的普通结构中添加一些微结构，能够实现特定的非线性光学效果；兆赫晶体是一种金属晶体，它的核心是以兆赫频率为刻度，具有极强的非线性特性。
非线性晶体的应用
非线性晶体具有半导体和金属晶体相结合的特性，在光学、光子技术和信息处理技术方面有着广泛的应用。
非线性晶体可以用来实现特定的光学效应，如准直、聚焦、变化等，使光进行曲线和结构的变化；它还可以用于消光、非线性折射、光电耦合等；此外，它还可用于制作光子器件，如激光器件，电光混聚器件。
非线性晶体在光纤通信、光纤传感、量子加密、量子计算等领域的应用也是非常重要的。
结论
非线性晶体是一种新型类型的晶体，它以具有非线性光学性质为特征，对于光学、光子技术和信息处理技术发展具有重要意义。
它包括熔接晶体、掺杂晶体、微结构晶体及兆赫晶体等，它们有利于实现完美的晶体结构，从而起到相应的非线性光学效果，有着广泛的应用前景。
非线性光子晶体
非线性光子晶体非线性光子晶体是一种用于处理和传输的新型材料，其最大的特点是能够将非线性效应引入光通信系统中，从而形成新型的光调制器和光交换器等诸多器件，开启着无线、超高速的光电子应用。
一、非线性光子晶体的基本概念非线性光子晶体是指通过组合特殊的生物分子、原子以及有机分子而组成的光学单元，其内部由非线性物质构成，能够在特定环境下产生和传输非线性效应。
它最重要的性质是，非线性效应对于响应的光子数量很敏感，因此可以用来调制和改变光子状态，也可以用来通过去调制光纤或者各种新型复杂通信系统。
二、非线性光子晶体的基本功能1. 光调制器：非线性光子晶体可用于制备光调制器，可以用来调制和改变光子状态，从而更方便地对信号进行编解码。
2. 光交换器：光交换器是一种新型的多路路由交换器，可以更加高效地把信号转换为光子，在不受地理距离限制的情况下，改善了信息的传输效率，可以用来建立大规模的高速光纤网络。
3. 高速光存储器：非线性光子晶体可以制成高密度的光存储器，因为它们的存储功能使用的是光的干涉效应，可以在稍短的时间内大量存取信息，为大尺寸图像处理系统提供强大的存储能力。
4. 光接收器：非线性光子晶体可以制备特殊的光接收器，它们可以更加抗干扰地接收光信号，从而更加精准地识别特定的光信号信息。
三、非线性光子晶体的研究现状由于它的非线性特性和可扩展性，非线性光子晶体成为发展未来无线通信和数据传输的一种必要材料。
近几年来，研究者们致力于改善非线性光子晶体的性能：（1）改善结构：研究人员们致力于更好地结合特定的量子化学分子，来制备更加有效的非线性光子晶体；（2）优化工艺：优化工艺大大提高了非线性光子晶体表现出的性能，使它们在不同的环境下具有更高的效率；（3）研究新的应用：专家们研究和开发了新的市场和应用，比如说用来传输有毒物质的光安全系统，以及大型复杂系统中的光调制技术。
四、未来发展前景随着科学技术的发展，非线性光子晶体可以得到更好的应用，将会有更多的新型产品出现在市场上。
非线性晶体
所谓，是指具有铁电效应的一类材料，是热释电材料的一个分支。
“铁电现象”或“铁电效应”：这种材料的晶体结构在不加外时就具有自发极化现象，其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向。
3.1 基本的非线性光学晶体3.1.1 LiB305，三硼酸锂(LBO)3.1.2 KH2P04，磷酸二氢钾(KDP)3.1.3 KD2PO4，氘化磷酸二氢钾(DKDP)3.1.4 NH4H2PO4，磷酸二氢铵(ADP)3.1.5 p—BaB2O4，偏硼酸钡(BBO)3.1.6 LilO3，碘酸锂3.1.7 KTiOPO4，磷酸钛氧钾(KTP)3.1.8 LiNbO3，铌酸锂3.1.9 KNbO3，铌酸钾AgGaS2，硫镓银ZnGeP2，磷锗锌3.2 常用的非线性光学晶体3.2.1 KB5O8·4H2O，四水合五硼酸钾(KB5)3.2.2 CO(NH2)2，尿素3.2.3 CsH2AsO4，砷酸二氢铯(CDA)3.2.4 CsD2AsO4，氘化砷酸二氢铯(DCDA)3.2.5 KTiOAsO4，砷酸钛氧钾(KTA)3.2.6 MgO：LiNbO3，氧化镁掺杂铌酸锂3.2.7 Ag3AsS3，淡红银矿3.2.8 GaSe，硒化镓3.2.9 AgGaSe2，硒镓银CdSe，硒化镉CdGeAs2，砷锗镉3.3 其他无机非线性光学晶体3.3.1 KB5O8·4D2O3氘化四水合五硼酸钾(DKB5) 3.3.2 CsB305，三硼酸铯(CBO)3.3.3 BeSO4·4H2O，四水合硫酸铍3.3.4 MgBaF4，氟化钡镁3.3.5 NH4D2P04，氘化磷酸二氢铵(DADP)3.3.6 RbH2PO4，磷酸二氢铷(RDP)3.3.7 RbD2P04，氘化磷酸二氢铷(DRDP)3.3.8 KH2As04，砷酸二氢钾(KDA)3.3.9 KD2AsO4，氘化砷酸二氢钾(DKDA)……3.4 其他有机非线性光学晶体3.5 结晶石英的性质3.6 新进展第4章非线性晶体的应用4.1 钕激光器的激光谐波发生4.1.1 在无机晶体中钕激光辐射的二次谐波发生4.1.2 在有机晶体中1.064um辐射的二次谐波发生4.1.3 腔内SHG4.1.4 三次谐波发生4.1.5 四次谐波发生4.1.6 五次谐波发生4.1.7 1.3 18um辐射的谐波发生色心定义色心[1](color center)是指透明晶体中由点缺陷、点缺陷对或点缺陷群捕获电子或空穴而构成的一种可导致可见光谱区的光吸收的缺陷。
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陈创天是一位有突出贡献的科学家，他主要科研 成果和荣誉有：１９８３年９月，研制成低温相 偏硼酸钡ＢＢＯ优质非线性光学晶体；１９ ８７年，研制出三硼酸锂ＬＢＯ晶体，先后 被美国评为１９８７年度和１９８９年度“国际 十大激光高技术产品之一”，获得１９９１年度 国家发明一等奖。２００３年中国科学院院士， 现在中科院理化技术研究所工作。
非线性光学晶体偏硼酸钡
新型非线性光学晶体相偏硼酸钡，亦即今天人们耳熟能详的高技术 晶体BBO。这是中国科学院福建物质结构研究所的一项重大科研成 果，曾在国际学术界引起震动，该项发明成果在转化为高科技产业 后已取得重大经济效益。 非线性光学晶体是一种功能材料，其中的倍频（或称“变频”） 晶体具有倍（变）频效应：当激光束通过这种晶体时，原来的波长 和频率便发生变化，因而透射出来的是一种不同的新的光束。非线 性光学晶体的变频效应还使人们有可能根据需要选择激光频率，此 即通常所说的“激光调频”。只是激光调频并不像日常生活中随意 选择电视频道那样方便，因为一般的非线性光学晶体只能在一个很 有限的范围内实现调频。于是，寻找一种能在大波段范围内实现连 续可调的激光光源，成了科学家们梦寐以求的目标，而这取决于能 不能找到合适的非线性光学晶体材料。 在卢嘉锡院士的指导下，中国科学院福建物质结构研究所于80 年代初期在世界上首先发现和研制成功了性能优异的新型非线性光 学晶体BBO，它以前所未有的连续可调范围及优异的晶体质量而引 人瞩目，被公认为目前世界上最优秀的二阶非线性光学晶体。其不 同凡响的特点之一是具有很宽的调频范围，而在紫外波段独领风骚； 更重要的是利用它的频率下转换过程，可制成波长从可见光到近红 外连续可调、全固化调谐激光器，
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晶体为什么产生非线性光学效应呢？以铌酸钾为例，刚结 晶的铌酸钾晶体是立方相的，如图4-1，立方中心是铌原子， 铌与氧构成NbO6八面体。这时，晶体为中心对称，正负电 荷中心重叠。当温度降到425℃时，晶体从立方相转变为四 方相。正负电荷中心发生位移，产生电偶极矩，有了极化 矢量，此时，晶体结构为非中心对称，便有了非线性效应。
非线性光学晶体
非线性光学效应在传统的线性光学范围内，一束光通过晶体后， 光的频率不会改变。然而当光通过某种晶体后产生频率为入射光 两倍的光，则将这种现象称为非线性光学效应。产生非线性光学 效应的晶体叫非线性光学晶体。这种晶体必须是非中心对称晶体。
晶体的影响几乎渗透到了人类生活的每个方面。从石英手 表中的石英晶体振荡器到高密度信息存储、集成电路的制 备都涉及到晶体。非线性光学晶体的一个重要作用是改变 激光的波长。物理学的规律告诉我们，波长每缩短一倍， 存储的密度就会增加4倍。像我们常用到的VCD、DVD的工 作波长都是不一样的。另外，随着集成电路器件密度的增 加，器件的线度就越来越小，随之制作集成电路的光刻技 术要求光的波长越来越短。利用非线性光学晶体的倍频效 应是产生短波长的重要方法。 中国在人工晶体，尤其在非线性晶体方面领先的地位，国 际上是公认的。现在激光器里用的最多的三种类型的非线 性光学晶体是BBO、LBO和KTP。前两种是中国发明的， 第三种是美国杜邦公司发明的，但在中国“长”出来的 （培养出足够大尺寸）。你打开任何一台高级的激光器， 里面用到的非线性晶体不外乎这三种。各国研究的非线性 光学晶体有几十种，但真正用到商品上的就这三种。
美国于1985年建成世界上最大的激光核聚变 “诺瓦”装置，10路激光束产生的能量超过40 千焦耳。1994年美国批准建造一耗资18亿美元 的“诺瓦升级”装置，总能量为1.8兆焦耳， 其功率相当于全美国电网总功率的1000倍。这 套“诺瓦升级”装置激光系统由199个子光束 组成，每个光束都用到非线性光学晶体，将从 激光器里产生的激光调整到原来频率的两倍或 三倍，成为波长等于351纳米的近紫外强脉冲 激光。目前使用的“诺瓦”装置的非线性光学 晶体是磷酸二氢钾晶体。