铌酸锂量子器件研究进展

量子信息科技的进步, 在很大程度上依赖于传统材料的成熟与发展。近年来, 铌酸锂成为量子器件的重要基础材料, 在量子科技领域具有巨大的应用潜力。梳理了基于铌酸锂材料制备的量子光源、量子中继器件、单光子探测器件等各类铌酸锂量子器件的技术进展, 总结了它们的优缺点并展望了其未来主要的发展趋势, 对基于铌酸锂材料制备的量子器件在量子信息科技的实用化具有很好的指导作用。     

光纤耦合周期极化铌酸锂薄膜波导器件的研究

对硅基周期极化铌酸锂(PPLN)薄膜脊形波导进行了理论分析,并使用有限元软件模拟了25℃下泵浦波长为1560 nm的PPLN脊形波导的准相位匹配(QPM)周期与波导脊高和脊宽的关系。仿真结果表明,在相同脊宽(10μm)或脊高(10μm)下,PPLN脊形波导的QPM周期随着脊高或脊宽的增加而增大,最后趋于常数(即块状PPLN的QPM周期)。进一步模拟了在脊高和脊宽维持不变的情况下,PPLN脊形波导的QPM周期与温度之间的关系。结果表明,随着温度的增加,PPLN脊形波导的QPM周期逐渐减小,并且温度每升高1℃,QPM周期减小约3 nm。根据仿真结果制作了硅基片上集成PPLN脊形波导器件,将其封装成小体积的光纤入光纤出的波导,并测试了性能。当温度为24.8℃、1560 nm基频光输入功率为1.2 W时,最大输出653 m W的倍频光,光光转换效率达54.4%,归一化转换效率为20.2%·W^-1·cm^-2。     

铌酸锂干法刻蚀的研究进展

概述了近年来国内外对铌酸锂(LN)晶体干法刻蚀技术的研究进展。根据刻蚀原理和特点,现有的LN干法刻蚀技术可分为等离子体刻蚀、激光微加工技术和Ti扩散电化学刻蚀。对各刻蚀方法及其研究进展进行了总结,分析了不同干法刻蚀方法之间的区别和联系,并对各方法中存在的问题进行了探讨。其中等离子体刻蚀技术由于其良好的图形转移特性,得到了最广泛的应用;激光微加工技术在制备光子晶体结构和微光栅结构中具有独特的优势;Ti扩散电化学刻蚀LN为制备大尺寸的LN基结构指明了新的方向。     

铌酸锂晶体的热膨胀

测量了同成分和掺镁铌酸锂晶体的热膨胀率和热膨胀系数。讨论了实验结果,并用最小二乘法对热膨胀率和热膨胀系数与温度的关系进行了多项式拟合。     

铌酸锂晶体的等温退火

铌酸锂(LiNbO_3)晶体有良好的光学性质和较大的非线性系数,可以通过改变温度达到90°相位匹配等,是一种多用途的材料,受到普遍重视和广泛的研究。1968年Lerner等人发表了LiNbO_3固溶体的最高熔点和它的化学式不一致的相图。此后,     

中红外铌酸锂晶体光参量振荡器近年进展

周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3-5μm中红外激光源的-种选择.本文综述了中红外PPLN OPO近几年的研究情况.     

聚焦离子束刻蚀铌酸锂的研究

铌酸锂物理性能稳定,电光、声光及非线性光学效应优异,是集成光学器件中重要的光学材料.然而,目前铌酸锂材料的加工工艺无法满足复杂且小型化的集成光路发展需求.聚焦离子束(FIB)是一种无掩膜、高精度的加工技术,但同时会引入离子注入和材料表面非晶化等损伤.研究了FIB离子剂量对铌酸锂刻蚀深度及表面粗糙度的影响,在离子剂量大于...     

铌酸锂热释电性能的研究

由材料参数测试和器件响应率测试证实,LiNbO3晶体的热释电响应率优值Mv为一般公认值的二倍。而且当温度升高时,Mv缓慢降低,并不出现某些文献所预示的明显增加。着重研究了LiNbO3探测器在高功率密度连续激光辐照下的输出特性。研究结果表明,在相同条件下,LiNbO3探测器的输出开始偏离线性所对应的最大功率密度远高于LiTaO3。仔细测定了LiNbO3晶体的固有介质损耗,并据此估计LiNbO3器件探测率的极限值。分析表明,就制备背景限探测率的器件的潜力而言,LiNbO3不低于TGS。     

高能强场太赫兹源与铌酸锂晶体

高能强场太赫兹（THz）源在国土安全、通信雷达、生物医疗等领域有重要的应用价值。然而,一直以来THz源的辐射输出能量小、转化效率低,阻碍了强场THz前沿科学与应用研究的发展。基于铌酸锂倾斜波前技术,飞秒激光抽运铌酸锂晶体有望实现能量更高的极端强场THz输出。从材料角度阐述了铌酸锂强场THz源产出的研究进展,总结了强场THz源对铌酸锂晶体的性能要求：均匀掺镁铌酸锂、低浓度掺镁近化学计量比铌酸锂、大口径铌酸锂晶体。最后,介绍了近年来周期极化铌酸锂和铌酸锂单晶薄膜等微纳结构的调控在THz源领域的应用研究。     

激光烧结制备铌酸锂陶瓷研究

采用激光烧结制备铌酸锂陶瓷的研究.采用CO2激光直接辐照铌酸锂陶瓷素坯,激光功率为150 W,烧结温度为980 ℃左右.与采用传统固相反应烧结技术制备的铌酸锂陶瓷相比,激光烧结制备的铌酸锂陶瓷相对介电常数降低、易于极化、压电常数d33为6 pC/N.通过X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱表征,分析了激光烧结铌酸锂陶瓷的物相、显微结构和性能改变的机理.     

铌酸锂定向耦合器的优化设计

分析了定向耦合器几个参数的相互关系,设计了钛扩散铌酸锂定向耦合器的仿真方案,用BPM软件对不同耦合间距的定向耦合器对工艺的容差进行了模拟计算,得到了几种耦合间距/串音变化的组合.     

铌酸锂单晶体的缺陷检测

本文介绍了[001]生长的铌酸锂单晶体中有关位错、亚晶界、包果体、组分过冷等缺陷的检测方法,以及[110]生长的铌酸锂晶体中有关孪晶的检测方法.并对有些缺陷作了一些分析.     

弱热释电效应黑色铌酸锂、钽酸锂晶体研究

采用化学还原工艺，在CO2与H2混合气氛下对LN和LT晶片分别进行700℃和450℃退火处理，成功地制备了LN和LT黑色晶片。静电位差、光透过率测量结果表明，还原处理后LN和LT晶片的热释电现象基本消失，其光透过率也显著降低。居里温度测试表明，还原处理对晶体的居里温度没有影响。     

水热法合成铌酸锂超细粉体的研究

铌酸锂是一种重要的压电铁电材料,在电光和声表面装置中有着广泛的应用前景.研究采用LiOH和Nb2O5为原料,分别以聚四氟乙烯反应釜和不锈钢内衬高压釜作为反应装置,水热合成了铌酸锂超细粉体.通过XRD衍射、FIIR分析表明,当反应温度为260℃,聚四氟乙烯反应釜的反应时间为24 h,不锈钢内衬高压釜的反应时间为22 h时,能够合成出铌酸锂粉体.通过SEM和TEM分析可知,聚四氟乙烯反应釜合成的样品呈立方结构,粒径在φ80～250 nm!不锈钢内衬高压釜合成的样品呈球形结构,粒径在φ50～200 nm.     

铌酸锂调制器在彩色电视传输中的应用

铌酸锂是一种透明、略带淡黄色的3m点群晶体,它允许的透光范围在0.4——5μm,晶体易于培养,消光比高且能做到最佳匹配,是目前除ADP、KDP外应用最广的材料,故在光调制、倍频及光参量放大器等方面都有广泛的应用。我们利用铌酸锂晶体的线性电光效应制成调制器,并将它用在He——Ne激光的光路上进行传送彩色电视的实验。     

用衰减全反射方法研究液体浓度测量

根据反常色散区域中物质折射率随波长变化的特点,提出了用反射方法进行浓度选择性测量的理论依据,介绍实装置有关部件,简述对实验结果的分析,已进行的工作表明,这种传感方法具有选择性测量的特点。     

铌酸锂低半波电压电光调制器研究

对降低铌酸锂(LN)电光调制器的半波电压进行了研究,探索了利用反射结构实现低半波电压的原理.通过退火质子交换工艺在x切LN晶片上制作了反射结构的LN电光调制器.测试表明,这种反射结构的LN电光调制器在保持器件长度不变的条件下可以降低半波电压.     

a轴铌酸锂晶体的生长

采用直拉法在液上平均温度梯度为20℃/厘米的条件下,从同成分熔体中生长了尺寸为φ35—40×80毫米的a轴铌酸锂单晶.成功地解决了晶体容易开裂和容易产生孪晶等问题.生长的单晶无宏观缺陷,加工性能良好,位错密度为2—5×10~2个/厘米~2,沿生长轴方向的双折射率变化为1.3—1.5×1O~(-5)/厘米.该晶体用于光波导衬底,效果良好.本文叙述了生长该种晶体的工艺以及这些工艺参数的确定依据,着重讨论解决晶体开裂和孪晶等技术问题,并给出了在本试验条件下生长的晶体的电学和光学性能.     

铌酸钾锂单晶的SAW特性

利用曾报导过的有关数据计算了铌酸钾锂(K_(2.98)Li_(1.55)Nb_(5.11)O_(15))单晶的SAW特性。发现有两组传播平面的SAW延时温度系数为零。一组具有较大的机电耦合系数(K_s~2=0.9％),而且功率流角为零。这种单晶的温度稳定性介于Tl_3TaSe_4和ST切石英之间。