准相位匹配概念的提出已有半个多世纪,但在实际应用方面,尤其是产品的商业化方面没有很大的进展,这主要受限于准相位匹配材料。过去人们制取这种结构的材料主要集中在同成份的钽酸锂、同成份的铌酸锂(CLN)、磷酸氧钛钾(KTP)等材料上,但这些材料存在的主要问题就是矫顽场比较高,且光损伤阈值比较低。这几年主要的工作集中在改进这些材料本身的缺点上,例如生长近化学计量比的钽酸锂(SLT)和铌酸锂(SLN)就是改进材料性能的主要方面,晶体损伤阈值提高了1-2个数量级,矫顽场下降了1个数量级。本课题采用铌酸锂(LN)为基质材料,以一种比较简单实用的方法,来生长成本比较低的同成分掺镁铌酸锂晶体,并制作准相位匹配器件。本实验在适宜的温度场和温度梯度条件下,生长出从外观上来看没有缺陷,同成分(指熔体成分和晶体成分相同,而非化学计量配比)掺Mg铌酸锂晶体(MgCLN),测试了掺镁铌酸锂晶体的性能,并对该晶体进行了单畴化处理。在准相位匹配器件方面,本论文进行了如下的工作:首先在理论上阐述了相位匹配和准相位匹配的优缺点,从理论出发,结合CLN晶体的实际特性指标,设计输出3-5μm激光的周期结构和相应的调谐方式:分析了CLN晶体中畴结构的成核、扩展等过程,制备了周期极化器件,并进行了相应的倍频试验。