Mg-dopede LiNbO₃-barrer 45°Z-kutt 64°Y-kuttorienteringer for 5G/6G-kommunikasjonssystemer

Kort beskrivelse:

LiNbO3-barrer (litiumniobatkrystallbarrer) er et hjørnesteinsmateriale innen avansert optoelektronikk og kvanteteknologi, kjent for sine eksepsjonelle elektrooptiske koeffisienter (γ₃₃ = 30,9 pm/V), brede transparensområde (400–5200 nm) og høye Curie-temperatur (1210 °C). I motsetning til konvensjonelle silisiumbaserte materialer muliggjør LiNbO3-barrer høyfrekvent signalbehandling og fabrikasjon av bølgeledere med stor blenderåpning, noe som gjør dem uunnværlige for 5G/6G-kommunikasjon, kvantefotonikk og industriell sensorikk. Nyere fremskritt innen heterogen integrasjon (f.eks. Si-baserte komposittwafere) og defektreduksjon (f.eks. Mg-doping) har ytterligere utvidet anvendeligheten til ekstreme miljøer, som høytemperatursensorer (>400 °C) og strålingsherdede luftfartssystemer.

Send e-post til oss

Funksjoner

Tekniske parametere

Krystallstruktur	Sekskantet
Gitterkonstant	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Tetthet	7,45 g / cm3
Curie-temperatur	610 °C
Hardhet	5,5–6 Mohs
Termisk ekspansjonskoeffisient	aa = 1,61 x 10⁻⁶ / k og ac = 4,1 x 10⁻⁶ / k
Resistivitet	1015 Wm
Permittivitet	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Farge	Fargeløs
Gjennom en rekke	0,4 ~ 5,0 um
Brytningsindeks	no = 2,176 ne = 2,180 @ 633 nm

Viktige tekniske egenskaper

LiNbO3-barrer viser en rekke overlegne egenskaper:

1. Elektrooptisk ytelse:

Høy ikke-lineær koeffisient: d₃₃ = 34,4 pm/V, noe som muliggjør effektiv generering av andre harmoniske frekvenser (SHG) og optisk parametrisk oscillasjon (OPO) for avstemmbare infrarøde kilder.

Bredbåndsoverføring: Minimal absorpsjon i det synlige spekteret (α < 0,1 dB/cm ved 1550 nm), kritisk for C-bånd optiske forsterkere og kvantefrekvensomforming.

2. Mekanisk og termisk robusthet:

Lav termisk ekspansjon: CTE = 14,4 × 10⁻⁶/K (a-akse), noe som sikrer kompatibilitet med silisiumsubstrater i hybride fotoniske kretser.

Høy piezoelektrisk respons: g₃₃ > 20 mV/m, ideell for overflateakustiske bølgefiltre (SAW) i 5G mmWave-systemer.

3. Feilkontroll:

Mikrorørtetthet: <0,1 cm⁻² (8-tommers ingots), validert via synkrotronrøntgendiffraksjon.

Strålingsmotstand: Minimal gitterforvrengning under 100 kV/cm elektriske felt, validert i testing av luftfartskvalitet.

Strategiske applikasjoner

LiNbO3-barrer driver innovasjon på tvers av banebrytende områder:

1. Kvantefotonikk:

Enkeltfotonkilder: Ved å utnytte ikke-lineær nedkonvertering, muliggjør LiNbO3 generering av sammenfiltrede fotonpar for kvante-nøkkeldistribusjonssystemer (QKD).

Kvanteminne: Integrasjon med Er³⁺-dopede fibre oppnår 30 % lagringseffektivitet ved 1530 nm, noe som er kritisk for kvantenettverk over lange avstander.

2. Optoelektroniske systemer:

Høyhastighetsmodulatorer: X-cut LiNbO3 oppnår 40 GHz båndbredde med <1 dB innsettingstap, og overgår dermed LiTaO3 i 400G optiske transceivere.

Dobling av laserfrekvens: Mg-dopet LiNbO3 (6 % terskel) reduserer fotorefraktiv skade, noe som muliggjør stabil konvertering fra 1064 nm → 532 nm i LiDAR-systemer.

3. Industriell sensor:

Høytemperaturtrykksensorer: Opererer kontinuerlig ved 600 °C, og utnytter piezoelektrisk resonans for overvåking av olje-/gassrørledninger.

Strømtransformatorer: Fe/Mg-kodoping øker følsomheten (0,1 % FS) i smartnett-applikasjoner.

XKH-tjenester og -løsninger

Våre LiNbO3-barretjenester er konstruert for skalerbarhet og presisjon:

1. Tilpasset fabrikasjon:

Størrelsesalternativer: 3–8-tommers barrer med X/Y/Z-kutt og 42° Y-kuttgeometrier, ±0,01° vinkeltoleranse.

Dopingkontroll: Fe/Mg-kodoping via Czochralski-metoden (konsentrasjonsområde 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) for å optimalisere fotorefraktiv motstand.

2. Avansert prosessering:

Heterogen integrasjon: Si-LN-komposittwafere (300–600 nm tykkelse) med varmeledningsevne opptil 8,78 W/m·K for høyfrekvente SAW-filtre.

Bølgelederfabrikasjon: Protonutvekslings- (PE) og revers protonutvekslings- (RPE) teknikker gir submikronbølgeledere (Δn > 0,7) for 40 GHz elektrooptiske modulatorer.

3. Kvalitetssikring:

End-to-end-testing: Ramanspektroskopi (polytypeverifisering), XRD (krystallinitet) og AFM (overflatemorfologi) sikrer samsvar med MIL-PRF-4520J og JEDEC-033.

Global logistikk: Temperaturkontrollert frakt (±0,5 °C) og 48-timers nødlevering i Asia-Stillehavsregionen, Europa og Nord-Amerika.

Konkurransefordeler

1. Kostnadseffektivitet: 8-tommers ingots reduserer materialsvinn med 30 % sammenlignet med 4-tommers alternativer, noe som senker enhetskostnadene med 18 %.

2. Ytelsesmålinger:

SAW-filterbåndbredde: >1,28 GHz (vs. 0,8 GHz for LiTaO3), kritisk for 5G mm-bølgebånd.

Termisk sykling: Tåler -200–500 °C sykluser med <0,05 % vridning, validert i LiDAR-testing i bilindustrien.

1. Bærekraft: Resirkulerbare prosessmetoder reduserer vannforbruket med 40 % og energiforbruket med 25 %.

Konklusjon

LiNbO3-barrer er fortsatt det foretrukne materialet for neste generasjons optoelektronikk, og kombinerer uovertruffen elektrooptisk ytelse med pålitelighet i industriell kvalitet. Fra kvantedatabehandling til 6G-kommunikasjon posisjonerer allsidigheten og skalerbarheten den som en kritisk muliggjører av fremtidige teknologier. Samarbeid med oss for å utnytte banebrytende doping-, feilreduksjons- og heterogene integrasjonsløsninger skreddersydd for dine applikasjonsbehov.