周期极化铌酸锂电控光栅：宽带光调控与高速应用潜力

本文报道了一种基于周期极化铌酸锂（Periodically Poled Lithium Niobate, PPLN）晶体的电控宽带光栅。这项研究采用了耦合波理论（Coupled Wave Theory, CWT），这是一种非线性光学分析方法，用于理解和控制光波在电场下的传播行为。通过理论推导，研究人员得到了电控光栅衍射光强度分布的解析表达式，这展示了电场如何显著影响光栅的衍射性能。 实验结果显示，当外加电压为310伏特时，光栅在1.21至1.83毫米波段的一级衍射效率高达60%以上，而在1.5毫米处，一级衍射效率更是达到了惊人的70%。在较低的电压，如165伏特下，光栅表现出更出色的控制能力，0.68至0.92毫米波段的一级衍射效率超过60%，并且在0.8毫米处的衍射效率更是达到了81%。这种高效的电控特性使得这种光栅具有潜在的应用价值，特别是在需要高速光开关、波分复用器或者光信号调制的场景中，其响应时间短的优势使其成为理想的解决方案。 非线性光学和电光效应是驱动这一研究的关键因素，因为它们允许光在受控条件下进行能量转换和模式调控。耦合波理论在此发挥了重要作用，它不仅验证了理论模型的准确性，还提供了实际操作中的调控参数。这种电控光栅的设计和性能优化对于推动光电子技术的发展，尤其是光通信系统的高效和灵活设计具有重要意义。 周期极化铌酸锂晶体电控光栅展示了非线性光学与电控技术的结合潜力，有望在未来高速光信号处理领域发挥重要作用，为现代通信系统提供高效且精确的光路控制手段。