Fabrication of periodically poled lithium niobate and quasi-phase matched second harmonic generation

주기적 분극반전된 LiN$bO_3$ 결정의 제작과 유사위상정합 2차조화파 발생

1962년 Armstrong 등에 의해 second harmonic generation(SHG) 의 이론이 완성된 후 SHG 효율을 높이기 위한 방법으로 비선형성이 큰 물질의 개발과 더불어 위상정합(phase matching)을 만족시키는 여러가지 방법이 연구 되었다. 특히 위상정합의 경우 지금까지는 복굴절을 이용하는 방법이 널리 사용되었으나 이 경우 입사광의 파장이 제한적이고, 많은 무기물 결정에서 비선형광학계수의 가장 큰 텐서 성분인 $d_{zzz}$를 사용할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 반면 유사위상정합(Quasi-phase matching:QPM) 은 비선형광학계수( $d_{zzz}$)의 방향을 결맞음 길이(coherence length)마다 분극반전 시켜주어 2차 조화파의 진폭을 길이방향으로 계속 증가시키는 방법으로 구역반전된 길이를 조절하면 거의 모든 파장에 대해 비임계 위상정합( $d_{zzz}$ 사용)이 가능하고, 2차 조화파가 기본파의 전파경로에서 벗어나는 walk-off 현상이 없어 SHG 전환효율을 극대화할 수 있다. (중략). (중략)