LiNbO3晶体因其优异的电光特性而被广泛用于光波导和光通信技术。它是许多集成光电设备的理想衬底材料。由于LiNbO3的大电光系数,半波电压很低。LiNbO3晶体的电光效应通常用于调制光信号。电光调制分为纵向调制和横向调制,LiNbO3主要用于横向调制。它已广泛用于中低功率固态激光器。
参数
化学式 LiNbO3 晶体结构 三方晶系 空间群 R3C 密度 4.64 g/cm3 莫氏硬度 5 光学均匀性 ~ 5 x 10-5 / cm 透明范围 420 – 5200 nm 吸收系数 ~ 0.1 % / cm @ 1064 nm 1064 nm的折射率 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 Sellmeier方程(λ,μm) no2 = 4.9048 + 0.11768 / (λ2 – 0.04750) – 0.027169λ2 ne2 = 4.5820 + 0.099169 / (λ2 – 0.04443) – 0.021950λ2 热膨胀系数@ 25°C //a, 2.0 x 10-6 / K //c, 2.2 x 10-6 / K 导热系数 ~ 5 W/m/K @ 25 °C 热光学系数 dno/dT = -0.874 x 10-6 / K at 1.4 µm dne/dT = 39.073 x 10-6 / K at 1.4 µm 折射延迟 Γ=лLnr22V/λd 电光系数 R33=32pm/V R31=10pm/V R22=6.8 pm/V 光圈 4x4mm ~ 9x9mm 长度 15~25mm 尺寸公差 +/-0.1mm 倒角 <0.5mm x 45° 定位精度 <5 arc min 平行性 <10 arc sec 平整度 l/8 at 632.8 nm 波前失真 <l/4 at 632.8 nm 消光比 >400:1 @ 633nm, dia 6mm beam 工作波长范围 1.525-1.605μm 消光比 <20dB 半波电压 <6V 直流偏置电压 <8V 输入特性阻抗 50Ω 光反射 ≤-50dB 最大输入功率 20dBm 最大输入光功率 10-100mW 贮存温度 -40-85℃ 工作温度 -40-70℃ 弹性刚度系数 c11 c12 c13 c14 c33 c44 cij/(1010N/m2) 20.3 5.3 7.5 0.9 24.5 6 弹性柔量系数 S11 S12 S13 S14 S33 S44 sij/(10-12m2/N) 5.78 -1.01 -1.47 -1.02 5.02 17 压电应变常数 d11 d15 d22 d31 d33 dij/(10-11C/N) 8 7.4 2.04 -0.086 1.62 介电常数 εT11/ε0 εT11/ε0 78 32 机电耦合系数 kij(%) k15 k31 68 50 NLO系数 d33 = 34.4 pm/V d31 = d15 = 5.95 pm/V d22 = 3.07 pm/V 效率NLO系数 deff =5.7 pm/V or ~14.6 x d36 (KDP) for frequency doubling 1300 nm; deff =5.3 pm/V or ~13.6 x d36 (KDP) for OPO pumped at 1064 nm; deff =17.6 pm/V or ~45 x d36 (KDP) for quasi-phase-matched structure. 电光系数 gT33 = 32 pm/V, gS33 = 31 pm/V, gT31 =10 pm/V, gS31=8.6 pm/V, gT22 = 6.8 pm/V, gS22= 3.4 pm/V, 半波电压,直流 3.03 KV 电场|| z,光^ z: 电场|| x或y,光|| z: 4.02 KV 损伤阈值 100 MW/cm2 (10 ns, 1064nm) 透射波前畸变 优于 l/4 @ 633nm 尺寸公差 (W±0.1mm) x (H±0.1mm) x (L±0.2mm) 通光孔径 中心直径超过90% 平整度 l/8 @ 633nm 表面质量 20 /10 刮痕/凹陷 平行性 优于20弧秒 垂直性 5 arc min 角度公差 Dq < 0.5o, Df < 0.5o 增透涂层 在两个表面上都在1064/532 nm处形成双波段增透膜,每个表面的R <0.2%在1064 nm处,R <0.5%在0.532 nm处
特点
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
容易长成大晶体
应用
光通讯
全息摄影
医疗应用
脉冲测距仪
激光目标指示器
光电Q开关