Lithiumniobat (LiNbO₃, abgekürzt als LN) ist ein multifunktionaler und vielseitiger künstlicher Kristall welcher integriert hervorragende elektrooptische, akusto-optische, elastisch-optische, piezoelektrische, pyroelektrische, photorefraktive und andere physikalische Eigenschaften. LN-Kristall gehört zum trigonalen Kristallsystem, mit ferroelektrischer Phase bei Raumtemperatur, 3m Punktgruppe und R3c Raumgruppe. 1949 synthetisierten Matthias und Remeika LN-Einkristalle und 1965 züchtete Ballman erfolgreich einen größeren LN-Kristall.

In 1970er Jahre LN cKristalle wurden bei der Herstellung von elektrooptischen Güteschaltern verwendet. LN-Kristalle haben die Vorteile, dass sie nicht zerfließen, eine niedrige Halbwellenspannung, laterale Modulation, einfach herzustellende Elektroden, bequeme Verwendung und Wartung usw. aufweisen, aber sie sind anfällig für photorefraktive Veränderungen und haben niedrige Laserschadensschwellen. Gleichzeitig führt die Schwierigkeit der Herstellung von Kristallen mit hoher optischer Qualität zu einer ungleichmäßigen Kristallqualität. Längst,LN-Kristalle haben nur in einigen niedrigen verwendet oder 1064 nm Lasersysteme mittlerer Leistung.

Um die zu lösen Problem von lichtbrechend Wirkung, viel Arbeits Have durchgeführt worden. Da der häufig verwendete LN-Kristallwird entwickelt von eutektisches Verhältnis gleicher Zusammensetzung von Fest-flüssig Zustand, thier sind Defekte wie Lithium-Leerstellen und Anti-Niob im Kristall. Durch Veränderung der Zusammensetzung und Dotierung lassen sich die Kristalleigenschaften leicht einstellen. 1980,es’s fanden heraus, dass die Dotierung von LN-Kristallen mit einem Magnesiumgehalt von mehr als 4,6 Mol-% zunimmts das Lichtschadensresistenz um mehr als eine Größenordnung. Andere antiphotorefraktiv dotierte LN-Kristalle wurden ebenfalls entwickelt, wie z. B. Zink-dotiert, Scandium-dotiert, Indium-dotiert, Hafnium-dotiert, Zirkonium-dotiert, etc. Weil gedopt LN hat eine schlechte optische Qualität, und die Beziehung zwischen Photorefraktion und Laserschädigung ist Mangel an Forschung, es hat nicht weit verbreitet.

Lösen die Probleme beim Züchten von LN-Kristallen mit großem Durchmesser und hoher optischer Qualität, Forscher entwickelte 2004 ein Computersteuerungssystem, das das Problem der schwerwiegenden Verzögerungen bei der Kontrolle während des Wachstums von Großunternehmen besser löste LN. Der Grad der Kontrolle des gleichen Durchmessers wurde stark verbessert, wodurch die plötzliche Durchmesseränderung, die durch eine schlechte Kontrolle des Kristallwachstumsprozesses verursacht wird, überwunden und die optische Gleichmäßigkeit des Kristalls stark verbessert wird. Die optische Gleichmäßigkeit des 3 inCH LN-Kristall ist besser als 3×10^-5 cm^-1.

In 2010, Forschers schlug vor, dass die Spannung im LN-Kristall der Hauptgrund für die schlechte Temperaturstabilität des LN elektro-optischer Q-Schalter. Auf Basis des Computers-kontrolliert Technologie mit gleichem Durchmesser, um LN-Kristall mit hoher optischer Qualität zu züchten, wird ein spezieller Wärmebehandlungsprozess verwendet, um die Reste des Rohlings zu reduzieren. Im Jahr 2013,jemand vorgeschlagen, dass, wie die innere Spannung, die äußere Spannspannung hat gleich Wirkung auf tDie Temperaturstabilität der elektrooptischen Q-Switching-Anwendung des LN-Kristalls. Sie entwickelten sich ein elastische Montagetechnologie zur Überwindung des externen Spannungsproblems, das durch die traditionelle starre Klemmung verursacht wird, und diese Technik wurde in der 1064-nm-Laserserie gefördert und angewendet.

Gleichzeitig hat der LN-Kristall weit Lichtübertragungsband und großen effektiven elektrooptischen Koeffizienten, kann es in Lasersystemen im mittleren Infrarotbereich verwendet werden, wie z. B. 2 μm und 2,28 μm.

Lange Zeit, obwohl viel Arbeits Have an LN-Kristallen durchgeführt wurde, fehlt es noch an systematischer Erforschung LN’s Infrarot-Photobrechungseigenschaften, die intrinsische Laserschädigungsschwelle und der Einflussmechanismus der Dotierung auf die Schädigungsschwelle. Die Anwendung der elektrooptischen Güteschaltungaus LN-Kristall hat viel Verwirrung gebracht. Gleichzeitig ist die Zusammensetzung von LN-Kristallen komplex, und die Arten und Mengen von Defekten sind reichlich vorhanden, was zu unterschiedlichence produziert von verschiedenen Öfen, verschiedene Chargen und sogar verschiedene Teile desselben Stück Kristall. Es kann große Unterschiede in der Qualität von Kristallen geben. Es ist schwierig, die Leistungskonsistenz von elektrooptischen gütegeschalteten Vorrichtungen zu kontrollieren, was auch die Anwendung der elektrooptischen Güteschaltung von LN-Kristallen bis zu einem gewissen Grad einschränkt.

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