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常用于自发参量下转换的非线性晶体有哪些?每种晶体有什么特点?

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Moonshot回答

自发参量下转换(Spontaneous Parametric Down-Conversion, SPDC)是一种量子物理现象,通常发生在非线性光学晶体中。以下是一些常用于SPDC的非线性晶体及其特点:

  1. BBO(β-BaB2O4,即钡硼酸盐)

    • 具有较高的非线性系数,适合用于产生紫外到可见光范围的光子对。
    • 损伤阈值高,适合高功率激光。
    • 晶体的走离角较大,有利于光子对的空间分离。
  2. KTP(KTiOPO4,即磷酸钛钾)

    • 非线性系数适中,适用于产生可见光到近红外范围的光子对。
    • 具有较宽的透明窗口,适合宽波段的激光。
    • 晶体的热导率较高,有利于热量的散发。
  3. LBO(LiB3O5,即硼酸锂)

    • 非线性系数高,损伤阈值也高,适合高功率激光。
    • 具有较宽的非线性温度带宽,有利于实验的稳定性。
    • 晶体的色散特性较低,有利于光子对的时间和空间特性。
  4. BiBO(BiB3O6,即三硼酸铋)

    • 非线性系数非常高,适合产生紫外到深紫外范围的光子对。
    • 晶体的热导率较低,需要特别注意激光功率和冷却。
  5. PPKTP(Periodically Poled KTiOPO4)

    • 通过周期性极化技术,可以产生具有特定波长的光子对。
    • 适用于产生可见光到近红外范围的纠缠光子对。
    • 具有较高的损伤阈值和较宽的透明窗口。

每种晶体都有其独特的物理特性,适用于不同的实验条件和应用需求。选择合适的晶体需要根据实验的具体要求来决定。

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