ליתיום ניובאט (LiNbO3, בקיצור LN) הוא גביש מלאכותי רב תפקודי ורב תכליתי איזה משלב אלקטרו-אופטי מעולה, אקוסטו-אופטי, אלסטי-אופטי, פיזואלקטרי, פירואלקטרי, אפקט פוטו-שביר ותכונות פיזיקליות אחרות. גביש LN שייך למערכת הגבישים הטריגונליים, עם פאזה פרו-אלקטרית בטמפרטורת החדר, 3m קבוצת נקודות, ו R3c קבוצת חלל. בשנת 1949, מתיאס ורמייקה סינתזו LN יחיד גביש, ובשנת 1965 בלמן הצליח לגדל גביש LN בגודל גדול יותר.
In שנות ה-70 LN גהחלו להשתמש בריסטלים בהכנת מתגי Q אלקטרו-אופטיים. לגבישי LN יש את היתרונות של חוסר דליקה, מתח חצי גל נמוך, אפנון לרוחב, קל לייצור אלקטרודות, שימוש ותחזוקה נוחים וכו', אך הם מועדים לשינויים פוטו-שבירה ויש להם ספי נזקי לייזר נמוכים. יחד עם זאת, הקושי בהכנת גבישים באיכות אופטית גבוהה מוביל לאיכות גביש לא אחידה. במשך זמן רב,גבישי LN יש היה בשימוש רק בחלק נמוך אוֹ מערכות לייזר בעוצמה בינונית 1064 ננומטר.
על מנת לפתור את בעיה של photorefractive השפעה, הרבה עבודהs האve בוצעה. בגלל גביש LN הנפוץפותח על ידי יחס אוקטי של אותו הרכב שֶׁל מוצק-נוזל מדינה, טכאן יש פגמים כמו ליתיום פנויים ואנטי-ניוביום בגביש. קל להתאים את תכונות הגביש על ידי שינוי הרכב וסימום. בשנת 1980,זה’s מצא שגבישי LN עם תכולת מגנזיום של יותר מ-4.6 מול% עולהs ה עמידות בפני נזקי צילום ביותר מסדר גודל אחד. פותחו גם גבישי LN מסוממים נגד פוטו-שבירה, כגון מסוממים באבץ, מסוממים בסקנדיום, מסוממים באינדיום, מסוממים בהפניום, מסוממים בזירקוניום, וכו. כי מסוממים ל-LN יש איכות אופטית ירודה, והקשר בין שבירה פוטו ונזקי לייזר הוא חוסר מחקר, יש לזה לא היה בשימוש נרחב.
לפתור הבעיות הקיימות בגידול של גבישי LN בעלי קוטר גדול באיכות אופטית גבוהה, חוקרים פיתחה מערכת בקרת מחשב בשנת 2004, אשר פתרה טוב יותר את בעיית הפיגור הרציני בשליטה במהלך הצמיחה של גודל גדול LN. רמת השליטה בקוטר שווה שופרה מאוד, מה שמתגבר על השינוי הפתאומי בקוטר הנגרם משליטה לקויה בתהליך צמיחת הגביש, ומשפר מאוד את האחידות האופטית של הגביש. האחידות האופטית של ה-3 אינץ'ch גביש LN עדיף על 3×10−5 ס"מ−1.
ב -2010, חוֹקֵרs הציע כי הלחץ בגביש LN הוא הסיבה העיקרית ליציבות הטמפרטורה הירודה של LN מתג Q אלקטרו-אופטי. על בסיס המחשב-נשלט טכנולוגיה בקוטר שווה לגידול גביש LN באיכות אופטית גבוהה, נעשה שימוש בתהליך מיוחד של טיפול בחום כדי להפחית את שאריות הריק. ב -2013,מִישֶׁהוּ הציע את זה, כמו הלחץ הפנימי, מתח ההידוק החיצוני יש ל אותו השפעה על tיציבות הטמפרטורה של יישום מיתוג ה-Q האלקטרו-אופטי של גביש LN. הם התפתחו an טכנולוגיית הרכבה אלסטית כדי להתגבר על בעיית הלחץ החיצוני הנגרמת על ידי ההידוק הקשיח המסורתי, ו הטכניקה הזו קודם ויושם בסדרת הלייזרים של 1064 ננומטר.
יחד עם זאת, כי גביש LN יש רָחָב פס העברת אור ומקדם אלקטרו-אופטי אפקטיבי גדול, ניתן להשתמש בו במערכות לייזר פס גל בינוני אינפרא אדום, כגון 2 מיקרומטר ו 2.28 מיקרומטר.
במשך זמן רב, אם כי הרבה עבודהs האve בוצע על גבישי LN, עדיין חסר מחקר שיטתי בנושא LN’s תכונות photorefractive אינפרא אדום, סף הנזק הפנימי של הלייזר ומנגנון ההשפעה של סימום על סף הנזק. היישום של מיתוג Q אלקטרו-אופטישל גביש LN הביא הרבה בלבול. יחד עם זאת, ההרכב של גבישי LN מורכב, והסוגים והכמויות של הפגמים נמצאים בשפע, וכתוצאה מכך שוניםלִספִירַת הַנוֹצרִים מיוצר על ידי תנורים שונים, קבוצות שונות, ואפילו חלקים שונים של אותו הדבר חתיכת קריסטל. ייתכנו הבדלים גדולים באיכות הגבישים. קשה לשלוט בעקביות הביצועים של מכשירים עם מיתוג Q אלקטרו-אופטי, מה שגם מגביל את היישום של מיתוג Q אלקטרו-אופטי של גבישי LN במידה מסוימת.
תא LN Pockels איכותי תוצרת WISOPTIC
זמן פרסום: 27 בספטמבר 2021