在非线性晶体的应用中，三倍频是一个重要的方向。将频率提到为三倍的过程中，可以得到那些较短的波段，但三次谐波应用较难，通过合理设计波长转换，倍频以及和频即可实现。
什么是非线性光学三倍频？
三倍频顾名思义，在光学中即是将原先的光波频率变为三倍，从而产生全新频率的光波。这是一种非线性频率转换过程，可以由非线性晶体实现。 对此，通过二次谐波（SHG）产生的倍频可能更为人所知。倍频依赖于二阶非线性极化，与二阶非线性系数x(2)息息相关，产生另一个频率为原始频率两倍的新光波。因此对于三倍频来说，原则上同样可以通过三阶非线性系数x(3)直接产生三次谐波（THG），但考虑到光学材料的三阶非线性系数x(3)较小而相位匹配上也存在限制（除了在气体中），直接实现三倍频很困难。因此目前主要是通过级联产生。
级联三倍频
在级联的过程中，三倍频首先通过一个倍频晶体，将输入的泵浦光倍频（SHG），然后再将这两个光波进行和频（SFG），即可得到输入的三倍频的光，这里的两个过程都是基于非线性晶体材料的二阶非线性x(2)。下图是一个典型的三倍频装置。
当使用Q开关或模锁激光器所产生的脉冲时，可以轻松地使这一过程顺利进行，但在连续光的情况下也可以实现，例如通过谐振腔内倍频以及和频生成。总之，非线性晶体提供了一种产生大范围波长的实用方案，而这些波长往往难以直接从激光源获得。
Covesion公司提供优质的周期极化铌酸锂晶体材料（ppln），包括氧化镁掺杂周期极化铌酸锂（MgO:PPLN 或 PPMgO:LN）块体晶体和波导。MgO:PPLN 可用于在 460nm – 5100nm 范围内进行多种波长转换。MgO:PPLN的准相位匹配（QPM）光栅设计可以进一步扩展，来获得三阶非线性效应，例如三次谐波产生（THG），但是其效率在晶体中明显是低于二阶的。MgO:PPLN（1064nm + 532nm ->355nm）已经证明可以产生有用的紫外光（可参考下方文献）。对于三倍频应用中的倍频以及和频，Covesion也提供了丰富的波长选择以及定制，满足您实验中的各项需求。
Jiaying Chen, Huaixi Chen, Xinkai Feng, Xinbin Zhang, and Wanguo Liang, "355 nm ultraviolet laser output based on a PPMgLN crystal," Appl. Opt. 62, 3380-3386 (2023)
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