Ppln rpe Wellenleitgeräte

Die Herstellmethode für Lithiumniobat (LiNbO3) Wellenleiter umfasst einen Protonenaustausch. Anfangs wird eine chemische Reaktion zwischen dem Lithiumniobatkristall und einer geeigneten Protonenquelle, wie Benzoessigsäure, durchgeführt, wobei Wasserstoffionen (Protonen) Lithiumionen auf der Kristalloberfläche ersetzen. Anschließend wird ein Glüheinlaufdurchgang ausgeführt, um die optische Nichtlinearität wiederherzustellen, und dieser Prozess wird als Annealed Proton-Exchange (APE) Wellenleiter bezeichnet. Der Reverse Proton Exchange (RPE) Wellenleiter ist ein nachfolgender Schritt zum APE, bei dem Lithiumionen wieder gegen Wasserstoffionen ausgetauscht werden. Dieser Schritt dient dazu, die Verteilung der Wasserstoffionenkonzentration in der Wellenleiterregion weiter zu verbessern, was die Symmetrie der intrinsischen Moden des Wellenleiters erhöht und somit eine bessere Modenausrichtung für unterschiedliche Wellenlängen ermöglicht.
Die periodische Polung wird durch Quasiphase-Match-Techniken erreicht, wobei ein äußeres elektrisches Feld auf das Lithiumniobat-Kristall angewendet wird, um die spontane Polarisationssrichtung der ferroelektrischen Domänen des Kristalls periodisch umzukehren. Dies löst das Phasenverschiebungsproblem und ermöglicht die Wellenlängenumwandlung.
Basierend auf periodisch polierten Lithiumniobat (PPLN) RPE-Wellenleitern kann im Kommunikationswellenlängenbereich von 1550nm der Transmissionsverlust auf so wenig wie 0,1 dB/cm reduziert werden und die Kopplungsverluste mit optischen Fasern auf 0,5 dB minimiert werden. Diese technischen Spezifikationen haben einen international führenden Stand erreicht.