Прагрэс даследаванняў электра-аптычных крышталяў з модуляцыяй Q - Частка 2: Крышталь LiNbO3

Прагрэс даследаванняў электра-аптычных крышталяў з модуляцыяй Q - Частка 2: Крышталь LiNbO3

Ніобат літыя (LiNbO3, скарочана LN) - гэта шматфункцыянальны і шматмэтавы штучны крышталь якія аб'ядноўвае выдатны электра-аптычны, акуста-аптычны, пругка-аптычны, п'езаэлектрычны, піраэлектрычны, фотарэфракцыйны эфект і іншыя фізічныя ўласцівасці. Крышталь LN належыць да трыганальнай крышталічнай сістэмы з сегнетоэлектрычнай фазай пры пакаёвай тэмпературы, 3m кропкавая група, і R3c касмічная група. У 1949 годзе Маціяс і Рэмейка сінтэзавалі монокристалл LN, а ў 1965 годзе Балман паспяхова вырасціў крышталь LN большага памеру.

In 1970-я гады ЛН врысталы сталі выкарыстоўвацца пры падрыхтоўцы электрааптычных выключальнікаў добра. Крышталі LN валодаюць перавагамі: адсутнасць расплывання, нізкае паўхвалевае напружанне, бакавая мадуляцыя, простыя ў вырабе электроды, зручнае выкарыстанне і абслугоўванне і г.д., але яны схільныя да зменаў фотарэфракцыі і маюць нізкія парогі пашкоджання лазерам. У той жа час цяжкасць падрыхтоўкі крышталяў высокай аптычнай якасці прыводзіць да нераўнамернай якасці крышталяў. Доўгі час,Крышталі LN маюць выкарыстоўваўся толькі ў некаторых нізкіх або лазерныя сістэмы сярэдняй магутнасці 1064 нм.

Для таго, каб вырашыць праблема з фотарэфракцыйныя эфект, шмат працыs хаве было праведзена. Таму што звычайна выкарыстоўваецца крышталь LNраспрацавана па эўтэктычнае каэфіцыент таго ж складу з цвёрдае-вадкае дзяржава, ттут ёсць такія дэфекты, як вакансіі літыя і антыніобій у крышталі. Лёгка рэгуляваць ўласцівасці крышталяў шляхам змены складу і легіравання. У 1980 г.гэтаs выявілі, што легіраваныя крышталі LN з утрыманнем магнію больш за 4,6 моль% павялічваюццаs на ўстойлівасць да фотапашкоджання больш чым на парадак. Таксама былі распрацаваны і іншыя крышталі LN, легаваныя супраць фотарэфракцыі, такія як легіраваны цынкам, скандыем, індый, гафній, цырконійі г.д. Таму што легіраваны LN мае дрэнную аптычную якасць, а сувязь паміж фотарэфракцыяй і лазерным пашкоджаннем - адсутнасць даследаванняў, ён мае не выкарыстоўвалася шырока.

 

Каб вырашыць праблемы, якія існуюць пры вырошчванні крышталяў LN вялікага дыяметра высокай аптычнай якасці, даследчыкаў у 2004 годзе распрацавала камп'ютэрную сістэму кіравання, якая лепш вырашыла праблему сур'ёзнага адставання ў кіраванні пры росце буйнагабарытных ЛН. Узровень кантролю роўнага дыяметра быў значна палепшаны, што дазваляе пераадолець раптоўнае змяненне дыяметра, выкліканае дрэнным кантролем працэсу росту крышталя, і значна паляпшае аптычную аднастайнасць крышталя. Аптычная аднастайнасць 3 цалігл Крышталь LN лепш, чым 3×10−5 см−1.

У 2010 г. даследчыкS выказаў здагадку, што напружанне ў крышталі LN з'яўляецца галоўнай прычынай нізкай тэмпературнай стабільнасці ЛН электрааптычны Q-пераключальнік. На базе кампутара-кантраляваны тэхналогія роўнага дыяметра для вырошчвання крышталя LN высокай аптычнай якасці, спецыяльны працэс тэрмічнай апрацоўкі выкарыстоўваецца для памяншэння рэшткаў нарыхтоўкі. У 2013 г.нехта прапанаваў гэта, як унутраны стрэс, вонкавае напружанне заціску мае тое ж самае уплыў на тТэмпературная стабільнасць прымянення электрааптычнай модуляцыі добрасці крышталя LN. Яны развіваліся ан тэхналогія пругкай зборкі для пераадолення праблемы знешняга напружання, выкліканай традыцыйным жорсткім заціскам, і гэтая тэхніка прасоўваецца і ўжываецца ў серыі лазераў 1064 нм.

У той жа час, таму што крышталь LN мае шырокі паласа прапускання святла і вялікі эфектыўны электра-аптычны каэфіцыент, ён можа быць выкарыстаны ў лазерных сістэмах у сярэднім інфрачырвоным паласе хваль, такіх як 2 мкм і 2,28 мкм.

Надоўга, хоць працы шматs хаве былі праведзены на крышталях LN, да гэтага часу адсутнічаюць сістэматычныя даследаванні па ЛНs інфрачырвоныя фотарэфракцыйныя ўласцівасці, парог уласнага лазернага пашкоджання і механізм уплыву допінгу на парог пашкоджання. Прымяненне электра-аптычнай модуляцыі добротностиз крышталя LN прынесла шмат блытаніны. У той жа час склад крышталяў LN з'яўляецца складаным, а тыпы і колькасць дэфектаў багатыя, у выніку чаго адрозніваюццацэ вырабляецца рознымі печамі, розныя партыі, і нават розныя часткі таго ж кавалак крышталя. Могуць быць вялікія адрозненні ў якасці крышталяў. Цяжка кантраляваць узгодненасць прадукцыйнасці электрааптычных прылад з модуляцыяй добротности, што таксама ў пэўнай ступені абмяжоўвае прымяненне электрааптычнай модуляцыі добразычлівасці крышталяў LN.

LN Pockels cell - WISOPTIC

Высакаякасная клетка LN Pockels вытворчасці WISOPTIC


Час публікацыі: 27 верасня 2021 г