前言

非線性光學(xué)晶體是重要的光電信息功能材料之一，是光電子技術(shù)特別是激光技術(shù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其發(fā)展程度與激光技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。

非線性光學(xué)晶體材料可以用來進(jìn)行激光頻率轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展激光的波長；用來調(diào)制激光的強(qiáng)度、相位；實(shí)現(xiàn)激光信號(hào)的全息存儲(chǔ)、消除波前疇變的自泵浦相位共軛等等。所以，非線性光學(xué)晶體是高新技術(shù)和現(xiàn)代軍事技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料，各發(fā)達(dá)國家都將其放在優(yōu)先發(fā)展的位置，并作為一項(xiàng)重要戰(zhàn)略措施列入各自的高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃中，給予高度重視和支持。

伴隨著激光技術(shù)從上世紀(jì)六十年代發(fā)展至今，非線性光學(xué)晶體也得到長足的發(fā)展，從最初的石英倍頻晶體開始，不斷涌現(xiàn)出鈮酸鋰（LiNbO3—LN）、磷酸二氫鉀(KH2PO4—KDP)、磷酸二氘鉀 (KD2PO4—DKDP)、碘酸鋰 (LiIO3—LI)、磷酸氧鈦鉀 (KTiOPO4—KTP)、偏硼酸鋇(-BaB2O4—BBO)、三硼酸鋰(LiB3O5—LBO)、鈮酸鉀（KNbO3—KN）、硼酸銫(CSB3O5—CBO)、硼酸銫鋰(LiCSB6O10—CLBO)、氟硼酸鉀鈹（KBe2BO3F2—KBBF）以及硫銀鎵（AgGaS2—AGS）、砷鎘鍺（CdGeAs—CGA）、磷鍺鋅（ZnGeP2—ZGP）等非線性光學(xué)晶體，廣泛應(yīng)用于激光倍頻、和頻、差頻、光參量放大以及電光調(diào)制、電光偏轉(zhuǎn)等。比較有代表的例子是：用LN制作的光波導(dǎo)器件及調(diào)制器件，已廣泛應(yīng)用于光通訊；利用KTP晶體的商業(yè)內(nèi)腔倍頻YAG激光器，其綠光輸出可達(dá)幾百瓦；用CBO和頻的YAG三倍頻激光器，355nm輸出已達(dá)17.7瓦；用CLBO四倍頻的YAG激光器，266nm紫外光輸出已達(dá)42瓦；用KBBF直接六倍頻已獲177.3nm的深紫外激光；使用KTP、BBO、LBO的光參量振蕩器，其調(diào)諧范圍覆蓋了可見光到4.5m波段，并實(shí)現(xiàn)單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)。

就非線性光學(xué)晶體、器件及應(yīng)用整個(gè)領(lǐng)域的科技水平來看，發(fā)達(dá)國家如美國、英國等居于世界前列，從最初的原理提出、新材料的探索、器件的開發(fā)，他們都作出了重要的貢獻(xiàn)。在非線性晶體材料的生產(chǎn)上，日本、中國、和前蘇聯(lián)的一些國家如俄羅斯、烏克蘭、立陶宛等，占有重要的地位，而美國和歐洲一些國家則主要側(cè)重于非線性晶體器件及設(shè)備的制造。我國在非線性光學(xué)晶體領(lǐng)域占有重要的地位。

一、中國在本領(lǐng)域的世界地位

我國無論在非線性光學(xué)晶體的學(xué)術(shù)研究還是產(chǎn)業(yè)化方面，都在國際上有著重要的影響，特別是在可見、紫外波段非線性晶體的研究方面一直處于領(lǐng)先水平，受到世界矚目。我國在非線性晶體領(lǐng)域最主要的成就是（1）發(fā)明了摻鎂LiNbO3晶體，通過摻雜使得LiNbO3的抗損傷閾值提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，大大開拓了鈮酸鋰晶體的應(yīng)用領(lǐng)域；（2）在硼酸鹽系列中發(fā)現(xiàn)并研制出- BBO、LBO、CBO、KBBF等一系列性能優(yōu)異的紫外非線性光學(xué)晶體，開創(chuàng)了紫外激光倍頻的新紀(jì)元，使得人類不斷向固體紫外激光的極限推進(jìn)；（3）首次在國際上用溶劑法生長出可實(shí)際應(yīng)用的KTP大單晶，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，使KTP晶體在全世界得到普遍的應(yīng)用，促進(jìn)了激光技術(shù)的發(fā)展。（4）主導(dǎo)了周期、準(zhǔn)周期極化人工微結(jié)構(gòu)非線性光學(xué)晶體材料的研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，開拓了非線性光學(xué)晶體的新領(lǐng)域。

我國多種非線性光學(xué)晶體的生長技術(shù)居國際先進(jìn)水平，國外已有的所有晶體生長方法我國都有，幾乎所有重要的非線性光學(xué)晶體都已生長出來，一些重要晶體滿足了國內(nèi)重大工程需求，一批高技術(shù)晶體已成為商品，在國際上享有盛譽(yù)。