LiNbO3晶体-铌酸锂晶体
铌酸锂晶体是一种优异的人工晶体,可以作为双折射器件使用,也可以用于非线性应用,或者用于电光效应场合。其电光系数比较大,是制作电光调制器的常用材料。
主要优点:透明范围广,高电光效率,稳定的机械和化学性能,低吸收损失,低损伤阈值,体积小,不容易潮解,高温稳定性,大电光系数
应用领域:光学领域、通信领域、激光技术、介电超晶格、微波技术等应用领域。
铌酸锂晶体(LiNbO3)是一种多功能晶体材料,具有优异的电光、声光、压电和非线性光学性能。它广泛应用于光通信、光调制、激光倍频等领域,因其高居里点、化学稳定性以及易于生长和加工的特点而备受青睐。
详细描述
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。
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。
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
- 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。
- 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。
- 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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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:
参数 | 数值/描述 |
晶体结构 | 三方晶系,点群:3m |
晶格常数 | a=5.148, c=13.863 |
密度 | 4. 64g/cm3 |
熔点 | 1250℃ |
居里温度 | 1142±2℃ |
硬度 | 5 |
介电常数 | ε11/ε0=85; ε33/ε0=29.5 |
热导率 | 38w/m/k at25℃ |
热膨胀系数 | a1=a2=2×10-6/℃,a3=2.2×10-6/°Cat25℃ |
压电常数 | d22-2.04×10-11C/N, d33=0.6X10-11C/N, d15=7×10-11C/N, d31=-0.1X10-11C/N |
弹性常数 | C11=2.04×1011 N/m2, C33=2.46x1011N/m2 |
常规晶向 | (0001),(1120),(1010) |
晶向公差 | ± 30 arcmin |
常规尺寸 | 10×10, Φ2″, Φ3” |
抛光情况 | 双面抛光 |
表面粗糙度 | <5Å |