非线性光学效应在光信息处理中的应用

18/22非线性光学效应在光信息处理中的应用第一部分二次谐波产生在光信号放大中的应用 2第二部分光参量振荡在光源波长调谐中的作用 4第三部分光孤子形成在光信息传输中的优势 6第四部分光参量放大在光信号增强中的原理 9第五部分光猝灭效应在光开关和逻辑门中的应用 12第六部分光自相位调制在光信息存储中的机制 14第七部分光束整形在光信息处理中的优化 16第八部分非线性晶体材料在光信息处理中的选择 18

第一部分二次谐波产生在光信号放大中的应用关键词关键要点【二次谐波产生用于光放大器】

1.二次谐波产生（SHG）是一种非线性光学过程，其中输入光波以泵浦光波形式与非线性晶体相互作用，生成波长减半的二次谐波。

2.在光放大器中，SHG可用于将信号光放大至更高的功率水平。泵浦光波的功率与信号光波的功率相结合，在晶体中产生具有增强强度的二次谐波。

3.SHG放大器具有高效率、宽带工作和低噪声的优点，使其非常适合于光通信和成像系统。

【啁啾脉冲放大】

二次谐波产生在光信号放大中的应用

二次谐波产生（SHG）是一种非线性光学效应，其中输入光波通过与非线性介质相互作用产生频率加倍的谐波光波。这一效应在光信息处理中具有广泛的应用，特别是在光信号放大方面。

#放大原理

在SHG放大器中，输入信号光被耦合到一个非线性介质，如周期性极化的铌酸锂（PPLN）。非线性介质对输入光波具有非线性极化率，当光波的强度足够大时，会引起非线性极化的产生。这种非线性极化会在介质中产生新的光波，称为二次谐波，其频率是输入光频率的两倍。

二次谐波与输入光耦合，从非线性介质中提取能量，导致输入光波被放大。放大过程可以通过相位匹配技术来优化，这确保了二次谐波与输入光波沿介质传播时保持同相，从而实现最大化的能量传递。

#优势

与传统的电子放大器相比，SHG放大器具有以下优势：

*宽带宽：SHG放大器具有非常宽的带宽，能够放大从近红外到远红外的光波。

*高效率：SHG放大器可以实现高光能转换效率，从而降低放大损耗。

*低噪声：与电子放大器相比，SHG放大器具有显著更低的噪声特性。

*紧凑尺寸：SHG放大器可以集成在紧凑的封装中，从而实现小型化光放大器件。

#应用

SHG放大器在光信息处理中有着广泛的应用，包括：

*光互连：SHG放大器用于光互连系统中，以放大光信号并提高链路距离。

*光通信：SHG放大器在光通信系统中用作中继放大器，以补偿光纤传输中的损耗。

*光雷达：SHG放大器用于光雷达系统中，以放大返回的激光脉冲，提高探测灵敏度。

*光谱学：SHG放大器用于光谱学中，以增强非线性光学信号，例如拉曼散射和相干反斯托克斯拉曼散射。

#技术进展

近年来，SHG放大器领域取得了显著的进展。高非线性系数和低损耗的新型非线性材料已被开发出来，从而提高了放大效率。相位匹配技术的优化也提高了放大器的带宽和稳定性。

此外，波导集成技术被用于制造紧凑型和高效的SHG放大器件。通过将非线性介质与光波导集成，可以实现更强的光场相互作用和更高的放大增益。

#总结

二次谐波产生在光信息处理中的应用为光放大技术开辟了新的可能性。SHG放大器具有宽带宽、高效率、低噪声和紧凑尺寸等优势，使其成为光互连、光通信、光雷达和光谱学等领域的光放大器件的理想选择。随着非线性材料和相位匹配技术的不断发展，SHG放大器在光信息处理中的应用将继续扩展。第二部分光参量振荡在光源波长调谐中的作用关键词关键要点【光参量振荡在光源波长调谐中的作用】

1.光参量振荡（OPO）是一种非线性光学过程，它利用非线性晶体中光与物质的相互作用来产生具有特定波长的光。OPO晶体中的非线性材料使光波产生相互作用，产生一个泵光和一个信号光以及一个闲散光。

2.在OPO中，泵光的波长是固定的，而信号光和闲散光的波长可以通过改变OPO晶体的相位匹配条件来调节。通过改变OPO晶体的温度、倾角或长度，可以连续地调谐信号光和闲散光的波长，覆盖从紫外到红外的宽波长范围。

3.OPO波长调谐的范围取决于OPO晶体的类型、泵光的波长和OPO的配置。通过使用宽带泵浦源和优化OPO腔谐振，可以实现超过几个十纳米甚至数百纳米的宽波长调谐范围。光参量振荡在光源波长调谐中的作用

光参量振荡（OPO）是一种重要的非线性光学效应，它允许通过非线性晶体中的二次谐波生成（SHG）和差频产生（DFG）将一个固定的泵浦光波长转换为可调谐的信号和闲置光波长。

OPO的工作原理如下：当强大的泵浦光照射到非线性晶体（如BBO或KTP）中时，它会激发非线性极化。这种非线性极化产生第二个波，SHG波，其频率是泵浦光的两倍。然后，SHG波与一部分剩余的泵浦光发生DFG，生成信号和闲置光。

信号和闲置光的波长通过非线性晶体的角度调谐来控制。通过改变晶体相对于泵浦光束的入射角，可以改变SHG和DFG过程中的相位匹配条件，从而改变信号和闲置光的波长。

OPO在光信息处理中具有重要的应用，特别是在光源波长调谐方面。它允许产生具有可调谐波长的相干光，这是许多光学应用所必需的。

在光源波长调谐中的具体应用

*光纤激光器：OPO可用于调谐泵浦光源的波长，从而调谐光纤激光器的输出波长。这使得光纤激光器可以用于广泛的应用，例如光通信、激光雷达和生物医学成像。

*光学频率梳：OPO可用于生成具有可调谐间距的光学频率梳。频率梳是相隔非常精确的频率光谱线集合，在光子学和光谱学中具有广泛的应用。

*拉曼光谱：OPO可用于泵浦拉曼光谱仪中的拉曼激光器。拉曼光谱是一种技术，通过测量样品与激发光之间的非弹性散射来表征样品的化学结构。

*量子光学：OPO可用于产生纠缠光子和多光子态，这是量子计算和量子通信的基础。

OPO波长调谐的优点

与其他波长调谐技术相比，OPO具有以下优点：

*连续可调谐：OPO可以产生连续可调谐的光波长范围。

*高功率：OPO可以产生高功率的可调谐光。

*相干性高：OPO产生的光具有很高的相干性，这使其适用于许多光学应用。

OPO波长调谐的限制

尽管OPO在光源波长调谐方面具有许多优点，但也有以下限制：

*窄增益带宽：OPO的增益带宽通常很窄，这意味着它只能调谐有限的波长范围。

*效率低：OPO的转换效率通常很低，这限制了可用的输出功率。

*复杂性：OPO系统通常很复杂，需要稳定的泵浦源和精确的晶体对准。

结论

光参量振荡在光源波长调谐方面发挥着关键作用。它允许产生具有可调谐波长的相干光，这对于多种光学应用至关重要。OPO的优点包括连续可调谐、高功率和高相干性，但也有窄增益带宽、低效率和复杂性等限制。随着技术的发展，预计OPO在光信息处理领域将继续发挥重要的作用。第三部分光孤子形成在光信息传输中的优势关键词关键要点【光孤子形成对光信息传输的优势】

主题名称：高传输速率

1.光孤子保持其形状和相位，即使在长距离传输中也不受损耗和色散的影响，从而实现更高的传输速率。

2.非线性孤子可以控制光脉冲的传播，使其在高密度的情况下保持稳定，从而提高单位时间内传输的信息量。

3.光孤子具有自聚焦特性，可有效克服光纤损耗，实现超长距离传输，满足大容量信息传输的需求。

主题名称：宽带通信

光孤子形成在光信息传输中的优势

高比特率传输：

光孤子是一种局域化的光波脉冲，具有高能量峰值和较窄的时域宽度。它们的高功率密度允许在光纤中传输更高的比特率，从而提高信息容量。

自稳定性：

光孤子在传播过程中通过色散和非线性效应之间相互作用而实现自稳定。这种自稳定性使光孤子能够在长距离传输中保持其形状和强度，从而提高传输质量。

抗干扰性：

光孤子具有非线性传输特性，使其对光纤中的噪声和干扰不敏感。这种抗干扰性确保了信号的完整性和可靠性，即使在恶劣的环境中也能实现长距离传输。

低损耗传输：

光孤子利用光纤中的非线性效应，通过自相位调制过程来弥补色散引起的损失。这降低了信号衰减，延长了传输距离，从而提升了网络的整体性能。

光纤非线性效应的利用：

光孤子形成依赖于光纤中的非线性效应，如克尔非线性效应。通过适当控制这些非线性效应，可以调制光孤子的特性，实现各种光信号处理功能，如全光交换和光逻辑运算。

全光网络：

光孤子技术为实现全光网络铺平了道路。通过利用光孤子的非线性效应，可以在光域内直接进行信号处理和转换，无需电气-光学转换，从而简化了网络架构并提高了效率。

应用实例：

光孤子在光信息传输中的应用已在实践中得到验证，包括：

*海底光缆传输：光孤子已被成功应用于跨洋海底光缆系统，实现了数百吉比特每秒的超高速数据传输。

*骨干网络传输：光孤子技术在骨干网络传输中得到广泛应用，提高了网络容量和信噪比。

*光存储系统：光孤子已被探索用于光存储系统，通过利用光孤子的非线性特性实现超快数据存储和检索。

发展趋势：

光孤子技术仍在不断发展，研究热点包括：

*高阶孤子：研究更高阶的光孤子，以实现更高的传输容量和抗干扰性。

*非孤子光波：探索非孤子光波在光信息传输中的潜力，以提高传输效率和拓宽光谱利用率。

*集成光电子器件：开发基于光孤子的集成光电子器件，实现紧凑高效的光信息处理和转换。

综上所述，光孤子形成在光信息传输中具有显著优势，包括高比特率传输、自稳定性、抗干扰性、低损耗传输和对光纤非线性效应的利用。这些优势为实现超高速、可靠和高效的光通信系统开辟了广阔的前景。第四部分光参量放大在光信号增强中的原理关键词关键要点光参量放大原理

1.光参量放大（OPA）是一种利用非线性晶体将低能量光信号放大至更高能量的过程。

2.在OPA过程中，泵浦光子与非线性晶体中的非线性介质相互作用，产生信令和闲置光子对。

3.信令和闲置光子的能量之和等于泵浦光子的能量，并且信令光子的能量大于闲置光子的能量。

泵浦机制

1.OPA的泵浦可以使用各种激光器，如脉冲激光器或连续波激光器。

2.泵浦光的波长选择取决于非线性晶体的性质和所需的信令和闲置光波长。

3.泵浦光的功率和极化也会影响OPA的效率和光谱特性。

非线性晶体

1.OPA中使用的非线性晶体通常具有较大的二次非线性系数，如BBO、LBO和KDP。

2.晶体的方向和厚度对于优化OPA的效率和光谱特性至关重要。

3.晶体的热管理对于防止热透镜效应和保持稳定的OPA性能至关重要。

增益机制

1.OPA中，信令光的增益与泵浦光的强度、信令和闲置光波长的相位匹配以及非线性晶体的长度有关。

2.增益曲线的形状和带宽取决于非线性晶体和泵浦光的特性。

3.OPA可以实现高增益，从而显着增强低能量光信号。

相位匹配

1.相位匹配是OPA有效增益的必要条件，它要求信令和闲置光波之间的相位差保持稳定。

2.可以使用角度相位匹配、温度相位匹配或准相位匹配技术来实现相位匹配。

3.相位匹配的稳定性对OPA的性能和效率至关重要。

应用

1.OPA在光信号增强、光通信、激光雷达和光量子计算等领域有广泛的应用。

2.OPA可以用于放大超短光脉冲、宽带光谱和相位调制的信号。

3.OPA与其他非线性光学效应相结合，可以实现更高级的光信息处理功能。光参量放大在光信号增强中的原理

光参量放大(OPA)是一种非线性光学效应，它利用非线性晶体将泵浦光的能量转移到信号光上，从而实现光信号的放大。其原理如下：

非线性晶体介质

OPA中的关键元件是非线性晶体，例如β-硼酸钡(BBO)、铌酸锂(LiNbO3)或磷酸二氢钾(KDP)。这些晶体具有非线性的光学性质，在强光场作用下会产生极化，从而改变光束的传播特性。

泵浦光和信号光

OPA涉及两种光束：泵浦光和信号光。泵浦光通常是强脉冲激光，其能量高于信号光的能量。信号光是待放大的光信号。

三波混合过程

OPA的工作原理基于称为三波混合的过程。当泵浦光和信号光同时通过非线性晶体时，晶体中的非线性极化会耦合这两种光束。这种耦合导致信号光吸收泵浦光的部分能量，从而使信号光得到放大。

相位匹配条件

为了实现高效的光参量放大，三波混合过程需要满足相位匹配条件。相位匹配条件要求泵浦光、信号光和一个称为闲置光的第三个光束的波矢量之和为零。这种条件可以通过调整晶体的长度、温度或角度来实现。

可调放大

OPA的一个关键优势是其可调放大增益。通过改变泵浦光的功率或晶体的长度，可以控制信号光的放大增益。这使得OPA可以用于从低增益放大到饱和放大的各种应用中。

应用

光参量放大在光信息处理中具有广泛的应用，包括：

*光信号放大：OPA可用于放大光纤通信和光互连系统中的光信号。

*脉冲整形：OPA可用于整形泵浦激光器的脉冲，产生特定形状和时长的光脉冲。

*光谱转换：OPA可用于转换光的波长，通过将信号光与闲置光混合来产生新的波长。

*光学相干层析成像：OPA可用于产生低相干干涉光，用于光学相干层析成像。

性能评估

OPA的性能通常使用以下参数进行评估：

*增益：信号光在通过OPA后的光功率与进入OPA之前的比率。

*带宽：OPA可以对各种波长的信号光进行放大的频率范围。

*噪声系数：OPA添加到信号光的噪声量。

*转换效率：泵浦光功率转化为信号光放大功率的效率。

总体而言，光参量放大是一种强大的非线性光学效应，在光信息处理中具有广泛的应用。其可调放大增益、脉冲整形能力和光谱转换能力使其成为增强光信号、整形光脉冲和在不同波长之间转换光的理想工具。第五部分光猝灭效应在光开关和逻辑门中的应用关键词关键要点【光猝灭效应在全光开关中的应用】：

1.通过控制光脉冲的强度和持续时间，可以实现对光信号的有效开关，从而实现对光网络中的光信号控制和路由。

2.光猝灭效应的响应时间快，可以实现高速光开关，满足高速光通信和光处理的需求。

3.基于光猝灭效应的光开关具有损耗低、体积小、功耗低等优点，可以集成到光器件和光子芯片中，为光通信和光计算提供高效的解决方案。

【光猝灭效应在全光逻辑门中的应用】：

光猝灭效应在光开关和逻辑门中的应用

光猝灭效应是一种非线性光学效应，当两个不同频率的光束同时作用于材料时，较强的光束会抑制较弱光束的吸收或发射。这种效应在光信息处理中具有广泛的应用，特别是在光开关和逻辑门中。

光猝灭光开关

利用光猝灭效应，可以实现全光控制的光开关。通过向介质施加一个强控制光束，可以控制弱信号光束的透射或反射。当控制光束存在时，信号光束被猝灭，透射或反射减少；当控制光束不存在时，信号光束透射或反射恢复。这种光开关具有高速度、低损耗和低功耗等优点。

光猝灭逻辑门

利用光猝灭效应，还可以实现全光逻辑门。通过精心设计介质的非线性特性，可以实现不同的逻辑运算。例如：

非门：使用一个控制光束和一个信号光束。当控制光束存在时，信号光束被猝灭，输出为0；当控制光束不存在时，信号光束透射，输出为1。

与门：使用两个控制光束和一个信号光束。当两个控制光束都存在时，信号光束被猝灭，输出为0；当任何一个控制光束不存在时，信号光束透射，输出为1。

或门：使用两个控制光束和一个信号光束。当任意一个控制光束存在时，信号光束透射，输出为1；只有当两个控制光束都不存在时，信号光束被猝灭，输出为0。

异或门：使用两个控制光束和一个信号光束。当两个控制光束异或时（即只有一个控制光束存在），信号光束透射，输出为1；当两个控制光束相同（即都存在或都不存在）时，信号光束被猝灭，输出为0。

优点和局限性

光猝灭效应在光信息处理中具有以下优点：

*全光控制，无需电信号

*高速度，纳秒甚至皮秒级

*低损耗，可实现长距离传输

*低功耗，适合集成化应用

然而，光猝灭效应也存在一些局限性：

*依赖于介质的非线性特性，受限于材料的选择和设计

*环境敏感性，温度和光强度的变化会影响效果

*需要高功率控制光束

应用领域

光猝灭效应在光信息处理中有着广泛的应用，包括：

*光纤通信：实现全光交换和信号处理

*光计算：构建全光逻辑电路和处理器

*光成像：实现超分辨率成像和光学相干断层扫描

*光存储：实现高密度和快速光存储

*激光科学：用于调制和控制激光输出

通过不断优化材料的非线性特性和设计新的器件结构，光猝灭效应在光信息处理中将发挥越来越重要的作用。第六部分光自相位调制在光信息存储中的机制关键词关键要点【光自相位调制在光信息存储中的机制】：

1.光自相位调制（SPM）是一种非线性光学效应，它导致光脉冲在传播时发生相位改变，这种相位改变与光强的平方成正比。

2.在光信息存储中，SPM可用于将光信息编码到光脉冲中。通过改变光脉冲的强度，可以控制脉冲的相位变化，从而储存数字信息。

3.SPM可以实现高容量光存储，因为光脉冲的每个位元可以同时存储多个比特（例如，通过使用多级调制）。

【光折变效应在光信息处理中的应用】：

光自相位调制在光信息存储中的机制

光自相位调制(SPM)是一种非线性光学效应，当光脉冲传播通过非线性介质时，其相位会随光强度的变化而发生变化。这种相位调制可以通过介质的折射率随光强度的变化来解释。

在光信息存储中，SPM被用于光全息存储，其中光信息被编码在光脉冲的相位中。该过程涉及以下步骤：

1.光信息的编码：光信息被编码在光脉冲的相位中，通过空间光调制器(SLM)对光脉冲进行相位调制。SLM是一个由微镜阵列组成的设备，每个微镜都可以单独控制光相位。通过对SLM施加不同电信号，可以对光脉冲应用复杂的相位图案。

2.光全息存储介质的非线性响应：光信息编码的光脉冲被发送到光全息存储介质，例如光敏晶体或光聚合物。这些介质具有非线性折射率，其折射率随光强度的变化而变化。

3.相位全息的写入：当光脉冲通过存储介质时，SPM效应会导致介质折射率随光强度的变化。这会在介质中产生光诱导折射率变化，形成一个相位全息，其中光信息被编码在介质的折射率变化中。

4.相位全息的读取：要读取存储的信息，需要参考光束。参考光束与存储介质中的相位全息相互作用，使其衍射出经过相位调制的重建波。重建波包含原始编码的光信息，可以通过成像系统检测和解码。

SPM在光信息存储中的优势：

*高存储密度：SPM光全息存储可以实现非常高的存储密度，因为光信息被编码在光脉冲的相位中，而不是其强度中。

*快速读取和写入：SPM光全息存储允许快速读取和写入数据，因为相位全息可以在纳秒或皮秒时间尺度上写入和读取。

*非易失性：SPM光全息存储是一种非易失性存储技术，这意味着存储的信息在断电后不会丢失。

SPM在光信息存储中的挑战：

*非均匀性：介质的非均匀性会引入光全息的相位失真，从而影响存储的信息质量。

*光散射：光全息存储介质中的光散射会模糊相位全息，从而降低存储容量。

*材料稳定性：光全息存储介质的稳定性是长期信息存储的一个重要因素。

结论：

SPM在光信息存储中的机制涉及光脉冲相位随光强度变化的调制。通过利用介质的非线性响应，SPM允许以高存储密度、快速读取和写入速度以及非易失性存储光信息。尽管存在一些挑战，SPM光全息存储仍然是一种很有前途的技术，有望用于大容量数据存储和处理应用。第七部分光束整形在光信息处理中的优化关键词关键要点【光束整形在光信息处理中的优化】

主题名称：自适应光学

-利用波前传感器和相位调制器实时修正光束畸变，以补偿大气湍流或光学系统缺陷造成的相位失真。

-提升光束质量，增强光信号的强度和方向性。

-在自由空间光通信、显微成像和光刻等领域具有广泛应用。

主题名称：波阵列光束整形

光束整形在光信息处理中的优化

光束整形在光信息处理中扮演着至关重要的角色，因为它能够控制光束的强度分布和相位，从而实现各种光学操作。通过优化光束整形，可以提高光信息处理系统的性能和效率。

光束整形技术

实现光束整形的方法有多种，包括：

*透镜阵列:使用一系列透镜改变光束的相位和强度。

*衍射光学元件(DOE):利用衍射原理对光进行调制。

*空间光调制器(SLM):利用液晶或其他可调材料动态控制光场的相位和幅度。

光束整形在光信息处理中的优化

在光信息处理中，光束整形优化旨在实现特定应用的最佳效果。以下是常见的优化目标：

*强度均匀分布:确保光束强度在指定区域内均匀分布，以获得最佳的成像或数据处理效果。

*相位控制:精确控制光束的相位分布，实现相位编码、相位干涉和全息投影等应用。

*高衍射效率:最大化衍射光束的能量，以提高光传输和光学处理系统的效率。

*低插入损耗:最小化光束整形过程中光信号的功率损耗。

*紧凑尺寸:优化光束整形器的尺寸和重量，使其与光信息处理系统集成。

优化方法

光束整形优化的方法根据具体应用和所采用的光束整形技术而有所不同。常见的优化方法包括：

*代数迭代技术:根据预先定义的误差函数迭代更新光束整形器的参数。

*遗传算法:模拟进化过程对光束整形器的参数进行优化。

*数值优化算法:利用数值方法求解约束优化问题，确定光束整形器的最佳参数。

优化示例

在光通信中，光束整形优化可用于最小化光纤传输中的模式分散和非线性效应。例如，一项研究表明，通过优化用于光纤传输的DOE，可以将模式分散降低90%以上。

在光刻中，光束整形优化可用于提高分辨率和成品率。一项研究表明，使用SLM对激光束进行优化，可以将光刻分辨率提高30%以上。

结论

光束整形在光信息处理中至关重要，它提供了一种控制光束特性的有效方法。通过优化光束整形，可以提高光信息处理系统的性能和效率，使其在光通信、光刻和其他应用中发挥更重要的作用。第八部分非线性晶体材料在光信息处理中的选择关键词关键要点倍频和和频晶体

1.铌酸锂(LiNbO3)和钽酸锂(LiTaO3)等铁电晶体，具有较高的非线性系数和宽广的透光范围，适用于倍频和和频转换器件。

2.周期性极化晶体(PPKTP)和准相位匹配(QPM)技术可以实现对非线性相互作用长度的精细控制，增强转换效率。

3.掺杂稀土离子的晶体，如Nd:YAG和Er:YAG，可用于实现受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)，从而产生调谐范围更宽的激光。

光参量振荡器晶体

1.钛酸钡(BBO)和磷酸二氢钾(KDP)等非线性晶体，具有高非线性系数和宽的增益带宽，适用于较宽带的光参量振荡器(OPO)。

2.倍频和和频技术的结合，可以实现OPO的可调谐输出，满足不同波长的光脉冲产生需求。

3.微谐振腔和片上光学器件的集成，可以实现OPO的微型化和低能耗化，提高其实用性。

光孤子晶体

1.具有自对焦性质的非线性晶体，如Kerr介质和光子晶体，可以形成光孤子，实现自保持的波束传播。

2.光孤子具有超短脉冲和超低色散特性，可在高数据速率光传输和光计算中应用。

3.利用非线性光学效应，如交叉相位调制(XPM)和四波混频(FWM)，可以实现光孤子的控制和调制，提高光孤子器件的性能。

光开关晶体

1.利用非线性效应，如光致折射率变化(PNOR)和电光效应(EO)，可以实现光的开关功能。

2.具有高响应速度和低功耗的非线性晶体，如铌酸锂和磷酸二氢钾，适用于高速光开关器件。

3.集成光学和微机械技术，可以实现光开关晶体的微型化和低成本化，满足下一代光网络的需求。

全光学信号处理晶体

1.利用非线性光学效应，如二次谐波产生(SHG)、和频产生(SFG)和参量下转换(PDC)，可以实现全光学逻辑运算、光谱整形和波形变换等信号处理功能。

2.高非线性系数和宽广透光范围的晶体，如铌酸锂和钛酸钡，适用于全光学信号处理器件。

3.集成光学和非线性光学技术的结合，可以实现全光学信号处理器件的微型化和高效率化，满足高速光通信和光计算的要求。

量子光学晶体

1.二次谐波发生(SHG)和参量下转换(PDC)等非线性光学效应，可用于产生纠缠光子对，实现量子通信和量子计算。

2.具有高非线性系数和可调相位匹配的晶体，如β-钡硼酸盐(BBO)和锂