非线性晶体材料

透明晶体材料可以具有广泛的非线性特性。因此,非线性晶体材料通常用于包括半导体制造行业在内的许多行业的各种光学应用中。半导体制造中的大量微处理器以量子规模运行,因此通常将单晶硅用于半导体的制造,以避免场效应晶体管的故障。

由于晶体材料可以保持的多种非线性特性,因此对于每种计划的应用用途,回顾各种晶体材料的所有特征非常重要。以下列表展示了非线性晶体中可以看到的某些性能范围,这可能会对系统产生重大影响:

  • 有效非线性系数的大小。大小直接取决于非线性张量分量以及相位匹配配置。如果光强度低,则该性质可能非常重要。
  • 色散和双折射。非线性晶体光纤的这些特性决定了相位匹配配置和相位匹配带宽。
  • 透明度。所有非线性晶体材料均应具有高水平的光学透明性,而与应用中所需的波长无关。因此,应始终避免使用低透明度的材料。
  • 线性吸收。吸收会在高功率光学级产生热量,这会在相位匹配和热透镜成像方面产生问题,因此为每种应用选择正确的吸收级非常重要。
  • 化学耐久性。一些晶体材料比其他晶体更耐用。例如,有些晶体会吸收空气中的大量水分,而其他晶体在真空室中加热进行涂层涂覆时实际上会发生化学变化。

在任何应用中使用时,都必须考虑非线性晶体材料的特性,例如上面列出的那些。进行适当的研究将确保每个系统使用最有效工作的晶体材料。

半导体制造业使用高含量的晶体硅,这是一种人造材料,就像其他行业中使用的大多数非线性晶体材料一样。由于用于半导体制造的高水平晶体硅,半导体制造行业已在硅树脂制造商的设备上进行了大量投资。

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