LiNbO3晶体-铌酸锂晶体

LiNbO3铌酸锂晶体 晶体最显着的特征之一是它们固有的双折射，源于非中心对称晶体结构。这一特性允许将入射光分裂成两种正交偏振态，从而实现大量的光学功能。它们的坚固性、低光吸收、低生产成本和高损伤阈值使其成为制造偏振光学器件的有吸引力的候选者。

详细描述

1. 晶体结构：
   • LiNbO3晶体具有三方晶系结构，晶格常数a约为0.5147nm（或5.148Å），c约为1.3856nm（或13.863Å）。
   • 密度约为4.659g/cm³，熔点范围为1240°C至1275°C。
2. 物理及化学性质：
   • 铌酸锂晶体是负性晶体和铁电晶体，具有自发极化特性，室温时自发极化强度较大。
   • 物理化学性能稳定，不溶于水，具有较高的居里温度（约1140°C至1142°C），介电损耗低。
   • 光谱透过范围广，具有良好的机械加工性能。
3. 光电效应：
   • 铌酸锂晶体具备多种光电效应，包括压电效应、电光效应、非线性光学效应、光折变效应、光生伏打效应、光弹效应和声光效应等。
   • 电光系数和非线性光学系数较大，能够实现非临界相位匹配，是制作光调制器、电光开关等器件的理想材料。

优点

1. 性能可调控性强：铌酸锂晶体的诸多性能可以通过晶体组分、元素掺杂、价态控制等进行大幅度调控。
2. 物理化学性能稳定：易于加工，不潮解，且能生长出大尺寸高质量晶体。
3. 光电效应丰富：具备多种光电效应，适用于多种光电应用场合。

应用领域

1. 光调制器与光学开关：利用铌酸锂晶体的电光效应，可制作高速率、高消光比的光调制器和光学开关，广泛应用于光通信系统中。
2. 光参量振荡器与激光倍频器：铌酸锂晶体的非线性光学效应使其能够用于制作光参量振荡器和激光倍频器，实现激光频率的转换和放大。
3. 声表面波滤波器：作为优良的压电材料，铌酸锂晶体可用于制作射频声表面波滤波器，广泛应用于手机、对讲机、卫星通讯等领域。
4. 红外探测器与传感器：利用其热释电特性和压电效应，铌酸锂晶体还可用于制作红外探测器和各种传感器。
5. 其他应用：包括光隔离器、光折变器件、电光调Q开关等，在电子技术、光通信技术、激光技术等领域中得到了广泛研究和实际应用。

基本参数

晶体结构	三方晶系, 空间群 R3c, 点群 3m
熔点	1253℃
莫氏硬度	5
密度	4.64g/cm3
潮解性	None
光学均匀性	～5×10-5/cm
透射范围	420nm-5200nm
吸收系数	～0.1%/cm @ 1064nm
1064nm处折射率	ne  = 2.146, no = 2.220 @ 1300 nm ne  = 2.156, no = 2.232 @ 1064 nm ne  = 2.203, no = 2.286 @ 632.8 nm
热膨胀系数（at 25℃）	//a, 2.0×10-6/K //c, 2.2×10-6/K
热导系数	38 W/m/K at 25℃
热光系数	dno/dT=-0.874×10-6/K at 1.4 μm dne/dT=39.073×10-6/K at 1.4 μm
Sellmeier 方程（λ in μm）	no2 = 4.9048 + 0.11768/(λ2-0.04750) – 0.027169λ2 ne2 = 4.5820 + 0.099169/(λ2-0.04443) – 0.02195λ2