鈮酸鋰
編輯鈮酸鋰 (LiNbO3) 是一種非天然鹽,由鈮、鋰和氧組成。 其單晶是光波導、手機、壓電傳感器、光調制器和各種其他線性和非線性光學應用的重要材料。 菱酸鋰有時被稱為 linobate 品牌名稱。
屬性
編輯菱酸鋰為無色固體,不溶于水。 它具有三方晶系,缺乏反演對稱性,表現出鐵電性、普克爾斯效應、壓電效應、光彈性和非線性光學極化率。 硼酸鋰具有負單軸雙折射,這略微取決于晶體的化學計量和溫度。 它對 350 到 5200 納米之間的波長是透明的。
錳酸鋰可以摻雜氧化鎂,當摻雜超過光學損傷閾值時,氧化鎂會增加其對光學損傷(也稱為光折變損傷)的抵抗力。 其他可用的摻雜劑有鐵、鋅、鉿、銅、釓、鉺、釔、錳和硼。
成長
編輯鈮酸鋰單晶可以使用提拉法生長。
晶體生長后,被切成不同方向的晶圓。 常見的方向是 Z 切、X 切、Y 切,以及使用先前軸的旋轉角度進行切割。
薄膜
使用智能切割(離子切片)工藝或 MOCVD 工藝,可以將鈮酸鋰薄膜(例如用于光波導)轉移或生長在藍寶石和其他基板上。 該技術被稱為絕緣體上鈮酸鋰 (LNOI)。
納米粒子
編輯鈮酸鋰和五氧化二鈮的納米顆粒可以在低溫下生產。 完整的協議意味著 LiH 誘導 NbCl5 還原,然后原位自發氧化成低價鈮納米氧化物。 這些鈮氧化物暴露在空氣中,生成純 Nb2O5。 最后,在 LiH 過量的受控水解過程中,穩定的 Nb2O5 被轉化為鈮酸鋰 LiNbO3 納米顆粒。 通過用 LiNO3 和 NH4NbO(C2O4)2 的水溶液的混合物浸漬介孔二氧化硅基質,然后在紅外爐中加熱 10 分鐘,可以制備直徑約為 10 nm 的球形鈮酸鋰納米顆粒。
應用
編輯硼酸鋰廣泛用于電信市場,例如 在移動電話和光學調制器中。 由于其較大的機電耦合,它是表面聲波器件的首選材料。 對于某些用途,它可以用鉭酸鋰 LiTaO3 代替。 其他用途還有激光倍頻、非線性光學、普克爾斯盒、光參量振蕩器、激光器調Q器件、其他聲光器件、千兆頻率光開關等。是制造光波導的優良材料。 它還用于制造光學空間低通(抗混疊)濾波器。
在過去的幾年里,鈮酸鋰正在作為一種靜電鑷子尋找應用,這種方法被稱為光電鑷子,因為這種效應需要光激發才能發生。 由于鑷子動作被限制在照明區域,因此這種效果允許以高度靈活的方式精細操作微米級粒子。
周期性極化鈮酸鋰 (PPLN)
編輯周期性極化鈮酸鋰 (PPLN) 是一種領域工程鈮酸鋰晶體,主要用于實現非線性光學中的準相位匹配。 鐵電疇交替指向 +c 和 -c 方向,周期通常在 5 到 35 μm 之間。 該范圍的較短周期用于二次諧波生成,而較長的周期用于光學參量振蕩。
周期性極化可以通過周期性結構化電極的電極化來實現。 由于色散隨溫度的輕微變化,晶體的受控加熱可用于微調介質中的相位匹配。
周期性極化采用鈮酸鋰非線性張量的xxx值,d33 = 27 pm/V。 準相位匹配提供的xxx效率為全 d33 的 2/π (64%),約為 17 pm/V。
用于周期性極化的其他材料是寬帶隙無機晶體,如 KTP(產生周期性極化的 KTP、PPKTP)、鉭酸鋰和一些有機材料。
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