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鈮酸鋰晶體具備的兩大主要特點(diǎn)

 鈮酸鋰晶體是一種集壓電、電光、聲光、光彈、非線性、光折變及激光活性等效應(yīng)于一體的罕見晶體,再加上自身機(jī)械性能穩(wěn)定、易生產(chǎn)加工、耐熱、抗腐蝕、原材料來源于豐富、價(jià)格低廉、易生長(zhǎng)成大晶體的優(yōu)勢(shì),特別是實(shí)施不同摻雜后能展現(xiàn)出各種各樣特殊性能,是迄今大家所發(fā)現(xiàn)的光子學(xué)性能較多、綜合指標(biāo)比較好的晶體,具備十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值,所以也被稱作光子時(shí)代的“光學(xué)硅”材料,廣泛應(yīng)用于高性能濾波器、電光器件、全息存儲(chǔ)、3D全息顯示、非線性光學(xué)器件、光量子通信等多個(gè)方面。

  鈮酸鋰晶體有兩個(gè)特點(diǎn)尤其引人關(guān)注,一是鈮酸鋰晶體光電效應(yīng)多,具備包括壓電效應(yīng)、電光效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng)、光折變效應(yīng)、光生伏打效應(yīng)、光彈效應(yīng)、聲光效應(yīng)等多種光電性能;二是鈮酸鋰晶體的性能可調(diào)控性強(qiáng),這是由鈮酸鋰晶體的晶格結(jié)構(gòu)和豐富缺陷結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致,鈮酸鋰晶體的諸多性能可以借助晶體組分、元素?fù)诫s、價(jià)態(tài)控制等進(jìn)行大幅度調(diào)控。

  此外鈮酸鋰晶體的物理化學(xué)性能非常穩(wěn)定,易于加工,光透過范圍寬,具有比較大的雙折射,還很容易制備高質(zhì)量的光波導(dǎo),因此基于鈮酸鋰晶體的光調(diào)制器在長(zhǎng)距離通信上有著無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)——不僅有著極小的啁啾(chirp)效應(yīng)、高調(diào)制帶寬、良好消光比,并且穩(wěn)定性相當(dāng)優(yōu)越,是高速器件中佼佼者,因而廣泛應(yīng)用于高速高帶寬的長(zhǎng)距離通信中。

  鑒于鈮酸鋰具備飛秒量級(jí)響應(yīng)速度的線性電光效應(yīng)(泡克爾斯效應(yīng)),寬的透明窗口等物理特性,它已經(jīng)成為最具代表性的電光調(diào)制材料之一。基于體鈮酸鋰晶體的調(diào)制器在三十年前已實(shí)現(xiàn)商用化,體現(xiàn)出優(yōu)良的性能。但是傳統(tǒng)鈮酸鋰調(diào)制器依賴于弱光學(xué)限制的鈦擴(kuò)散或質(zhì)子交換光波導(dǎo),這也使得它在調(diào)制效率、尺寸和帶寬上已無(wú)法進(jìn)一步提高。通過在薄膜鈮酸鋰(thin-filmlithiumniobate)集成平臺(tái)刻蝕形成強(qiáng)光學(xué)限制的波導(dǎo),為高性能、小型化電光調(diào)制的研發(fā)打下基礎(chǔ),是助力光通信網(wǎng)絡(luò)突破帶寬和瓶頸的核心技術(shù)。

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