Dispositivi a guida d'onda PPLN RPE

Il metodo di preparazione per i dispositivi a guida ottica di niobato di litio (LiNbO3) include lo scambio di protoni. Inizialmente, viene eseguita una reazione chimica tra il cristallo di niobato di litio e una fonte appropriata di protoni, come l'acido benzoico, in cui ioni di idrogeno (protoni) sostituiscono gli ioni di litio sulla superficie del cristallo. Successivamente, viene eseguito un processo di ricottura per ripristinare la non linearità ottica, e questo processo è noto come guida a Scambio di Protoni Ricotturati (APE). La guida a Scambio di Protoni Inverso (RPE) è un passo successivo all'APE, dove gli ioni di litio vengono nuovamente scambiati con gli ioni di idrogeno. Questo passo viene utilizzato per migliorare ulteriormente la distribuzione della concentrazione di ioni di idrogeno nella regione della guida, migliorando la simmetria delle modalità intrinseche della guida, il che porta a una migliore corrispondenza delle modalità per diverse lunghezze d'onda.
La poling periodica viene realizzata attraverso tecniche di accoppiamento di fase quasi-periodico, dove un campo elettrico esterno viene applicato al cristallo di litio niobato per invertire periodicamente la direzione della polarizzazione spontanea dei domini ferro-elettrici del cristallo. Questo risolve il problema di mismatch di fase, consentendo la conversione di frequenza per diverse lunghezze d'onda.
Basato su waveguide RPE a litio niobato periodicamente poled (PPLN), nella gamma di lunghezza d'onda di comunicazione di 1550nm, le perdite di trasmissione possono essere ridotte fino a 0,1dB/cm, e le perdite di accoppiamento con i fili ottici possono essere minimizzate a 0,5dB. Queste specifiche tecniche hanno raggiunto un livello leader a livello internazionale.