脉冲激光沉积外延生长 KTiOAsO4 用于非线性频率转换
光学
2025-04-01 v1 材料科学
摘要
双光子与三光子产生需要每平方厘米数百兆瓦量级的抽运激光强度。微米尺度的晶体波导能够利用光场的限制效应,在相对较低的脉冲能量下实现此类非线性相互作用。本工作选取的材料属于钛氧基磷酸盐(titanyl phosphate)家族。所选结构为在 KTP 衬底上生长一层微米级 KTA 薄膜,首先形成平面波导。这两种等结构材料具有较小的晶格失配,因而有望实现高质量的外延生长。由于 KTA 的折射率高于 KTP,该材料组合可使光在被沉积层中得到导引。为生长 KTA 薄膜,所选技术为脉冲激光沉积(PLD),该技术能够生长出光学质量的复杂非线性氧化物层。本研究表明,沉积后厚度达 200 nm 的薄膜均具有良好的取向性。随后经退火处理,晶体状态与表面质量均得到改善。本研究证明了通过 PLD 在 KTP 上实现良好外延质量、良好取向以及满足理论相位匹配条件的 KTA 平面波导外延生长的可行性。
引用
@article{arxiv.2503.22859,
title = {Epitaxial growth of KTiOAsO4 by pulsed laser deposition for nonlinear frequency conversion},
author = {Adrien Clavel and Mathieu Salaun and Lionel Bastard and Christophe Lepoittevin and Benoit Boulanger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22859},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 4 figures