光纤耦合周期极化铌酸锂薄膜波导器件的研究

对硅基周期极化铌酸锂(PPLN)薄膜脊形波导进行了理论分析，并使用有限元软件模拟了25℃下泵浦波长为1560 nm的PPLN脊形波导的准相位匹配(QPM)周期与波导脊高和脊宽的关系。仿真结果表明，在相同脊宽(10μm)或脊高(10μm)下，PPLN脊形波导的QPM周期随着脊高或脊宽的增加而增大，最后趋于常数(即块状PPLN的QPM周期)。进一步模拟了在脊高和脊宽维持不变的情况下，PPLN脊形波导的QPM周期与温度之间的关系。结果表明，随着温度的增加，PPLN脊形波导的QPM周期逐渐减小，并且温度每升高1℃，QPM周期减小约3 nm。根据仿真结果制作了硅基片上集成PPLN脊形波导器件，将其封装成小体积的光纤入光纤出的波导，并测试了性能。当温度为24.8℃、1560 nm基频光输入功率为1.2 W时，最大输出653 m W的倍频光，光光转换效率达54.4%，归一化转换效率为20.2%·W^-1·cm^-2。