3 minutes pour comprendre le cristal de niobate de lithium (1)

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Avec l'introduction de “nouvelles infrastructures”, 5G est peu à peu entré dans nos vies, et des services tels que le cloud computing, réalité virtuelle, transmission de données, et la vidéo haute définition ont également continué à se développer, conduire la mise à niveau des réseaux optiques centraux vers la transmission à très haut débit et à très longue distance. Dans ce processus, il y a un dispositif central qui est essentiel – c'est le modulateur au niobate de lithium (LiNbO3).

Modulateur de niobate lithium

Il est rapporté que le modulateur de niobate lithium est fabriqué en utilisant l'effet électro-optique du cristal de niobate de lithium combiné avec le processus d'intégration optoélectronique. Il peut convertir les données électroniques en informations photoniques et est le composant central pour réaliser la conversion électro-optique. Spécifiquement, Ce qui est exceptionnel à ce sujet, Nous devons d'abord comprendre l'effet électro-optique et l'application de son cristal niobate de lithium de matière première.

Sur les cristaux de niobate de lithium

Le niobate de lithium est un composé de niobium, lithium et oxygène. C'est un cristal négatif avec une grande polarisation spontanée (0.70 C / m2 à température ambiante), et est un ferroélectrique avec la température de curie la plus élevée (1210 °C) Trouvé jusqu'à présent.

L'image de gauche est un cristal de lithium niobate de lithium nominalement pur nominal de 3 pouces avec la même composition; L'image à droite est un cristal de niobate lithium dopé au fer

Les cristaux de niobate au lithium ont deux caractéristiques particulièrement attrayantes. Sep, Les cristaux de niobate au lithium ont de nombreux effets photoélectriques, y compris l'effet piézoélectrique, effet électro-optique, Effet optique non linéaire, effet photoréfractif, effet photovoltaïque, et effet photoélastique, Effet acousto-optique et autres propriétés photoélectriques;

Deuxième, Les performances des cristaux de niobate de lithium sont hautement contrôlables, qui est causée par la structure du réseau et les structures de défaut abondantes des cristaux de niobate de lithium. De nombreuses propriétés des cristaux de niobate de lithium peuvent être considérablement régulées par la composition des cristaux, Doping d'élément, et contrôle de la valence.

En outre, Les propriétés physiques et chimiques des cristaux de niobate de lithium sont assez stables, facile à traiter, large plage de transmission de lumière, grande biréfringence, et des guides d'ondes optiques de haute qualité.

Donc, Le modulateur optique basé sur le cristal niobate de lithium a des avantages inégalés dans la communication longue distance: il a non seulement un petit effet de gazouillis, bande passante à modulation élevée, bon rapport d'extinction, mais a aussi une excellente stabilité et une grande vitesse. Il est largement utilisé dans la communication longue distance à haute vitesse et à large largeur de bande passante.

L'Université de Harvard a un jour commenté le lithium niobate: Si le centre de la révolution électronique est nommé d'après le matériau en silicium, Ensuite, le lieu de naissance de la révolution photonique est susceptible d'être nommé d'après le lithium niobate.

Préparation des cristaux de niobate de lithium

(1) Crystal niobate de lithium avec la même composition

Pour la même composition de cristal de niobate de lithium, Sa préparation adopte principalement la méthode de traction. Bien que la méthode de la bulle, la méthode du mode guidé, et la méthode du gradient de température a également été utilisée pour préparer des cristaux de niobate de lithium, Ils n'ont aucun avantage évident ni exigences claires par rapport à la méthode de traction, Ils n'ont donc pas reçu une attention approfondie.

(2) Près du rapport stoichiométrique des cristaux de niobate de lithium

Bien que le rapport quasi-stoichiométrique près du cristal au lithium niobate possède de nombreuses excellentes propriétés photoélectriques, Son rapport s'écarte du point eutectique du solide et de la même composition, Il est donc impossible d'utiliser la méthode de traction conventionnelle pour faire pousser des cristaux de haute qualité. Maintenant, Les principales méthodes de préparation sont la méthode de fusion riche en lithium, Méthode de flux et méthode de diffusion.

(3) Lithium niobate monocristallé mince

Les films minces monocristalliques au lithium niobate peuvent être utilisés dans des structures micro-nano telles que les guides d'ondes optiques et les dispositifs acoustiques, ainsi que dans la préparation d'appareils intégrés hybrides tels que les appareils à base de silicium. Les gens explorent la préparation des films minces monocristalliques au lithium niobate depuis longtemps, Mais la seule méthode qui a vraiment été appliquée est le “Tranchage ionique” technologie. Maintenant, Il a été commercialisé et peut fournir des produits à couches minces monocristallins d'une épaisseur de 300 à 900 nm.

Lithium niobate monocristallé mince

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