撰稿| 由课题组供稿
导读
近期，美国光学学会旗舰期刊Optica发表题为“Nonlinear photonic crystals: from 2D to 3D”的综述文章（Optica 8, 372 (2021)），对三维非线性光子晶体的发展历程进行了回顾，并对其研究及应用前景进行了展望。
早在二十世纪八十年代初，南京大学闵乃本等就采用晶体生长条纹技术生长出铌酸锂一维非线性光子晶体, 实验验证了诺贝尔奖获得者布洛姆勃根的准相位匹配原理，产生了重要深远的国际影响。1998年二维非线性光子晶体的概念提出后，南京大学祝世宁等采用室温极化技术制备二维非线性光子晶体，在非线性和量子光学领域做出了一系列创新工作。然而，传统电场极化技术难以在晶体内部调控三维电畴结构的排列，三维非线性光子晶体的实验实现成为近二十年非线性光学领域最棘手的难题之一。直到2018年，南京大学张勇研究组和合作者发展了飞秒激光擦除技术制备出铌酸锂三维非线性光子晶体（Nature Photon. 12, 596 (2018)，封面）, 同期澳大利亚国立大学Yan Sheng研究组采用飞秒激光极化技术在BCT晶体中也实现了三维非线性光学结构（Nat. Photonics 12, 591 (2018)）。
该综述文章在第一部分回顾了准相位匹配原理及非线性光子晶体的发展历程；第二部分重点介绍了三维非线性光子晶体的激光加工技术，对不同工艺路线的特点进行了总结；第三部分介绍了三维非线性光子晶体的系统表征方法，包括切伦科夫倍频成像、PFM、TEM、拉曼散射等；第四部分介绍了三维非线性光子晶体在非线性光信号处理、非线性光束整形、非线性全息成像等领域的应用；第五部分对三维非线性光子晶体作为声、光、电耦合研究平台的发展前景进行了展望，并提出工艺上的主要挑战（如纳米尺寸铁电畴的三维精准制备、厘米级加工面积等）。整篇文章既回顾了非线性光子晶体的发展史，又较为详细地介绍了发展现状, 最后还对发展前景做了预言，对该领域的研变人员和研究生有很好的参考价值。
图1、典型三维非线性光子晶体结构
该综述由南京大学为论文第一单位，澳大利亚国立大学为合作单位。张勇教授为论文第一作者，肖敏教授和澳大利亚国立大学Yan Sheng教授为共同通讯作者，论文撰写也得到了祝世宁教授和Wieslaw Krolikowski教授的指导。另外，南京大学相关研究组也在近期发表了周期极化铌酸锂晶体的综述（Science China: Technological Sciences 63, 1110 (2020)），以及其在非线性光束整形中应用的综述（Adv. Mater. 32, 1903775 (2020)）。
文章链接
https://doi.org/10.1364/OPTICA.416619
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