Mg-dopované ingoty LiNbO₃ s orientáciou rezu 45°Z a rezu 64°Y pre komunikačné systémy 5G/6G

Stručný popis:

Ingot LiNbO3 (kryštálový ingot niobičnanu lítneho) je základným materiálom v pokročilej optoelektronike a kvantových technológiách, známy svojimi výnimočnými elektrooptickými koeficientmi (γ₃₃ = 30,9 pm/V), širokým rozsahom priehľadnosti (400 – 5 200 nm) a vysokou Curieovou teplotou (1 210 °C). Na rozdiel od konvenčných materiálov na báze kremíka umožňujú ingoty LiNbO3 vysokofrekvenčné spracovanie signálu a výrobu vlnovodov s veľkou apertúrou, vďaka čomu sú nevyhnutné pre komunikáciu 5G/6G, kvantovú fotoniku a priemyselné snímanie. Nedávny pokrok v heterogénnej integrácii (napr. kompozitné doštičky na báze kremíka) a zmierňovaní defektov (napr. dopovanie Mg) ďalej rozšíril jeho použiteľnosť v extrémnych prostrediach, ako sú vysokoteplotné (> 400 °C) senzory a radiačne kalené letecké a kozmické systémy.

Pošlite nám e-mail

Funkcie

Technické parametre

Kryštálová štruktúra	Šesťuholníkový
Mriežková konštanta	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Hustota	7,45 g/cm3
Curieova teplota	610 °C
Tvrdosť	5,5 – 6 Mohsových
Koeficient tepelnej rozťažnosti	aa = 1,61 x 10⁻⁶/k ac = 4,1 x 10⁻⁶/k
Odpor	1015 Wm
Permitivita	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Farba	Bezfarebný
Prostredníctvom celého radu	0,4 ~ 5,0 um
Index lomu	no = 2,176 ne = 2,180 @ 633 nm

Kľúčové technické charakteristiky

Ingot LiNbO3 vykazuje sadu vynikajúcich vlastností:

1. Elektrooptický výkon:

Vysoký nelineárny koeficient: d₃₃ = 34,4 pm/V, čo umožňuje efektívne generovanie druhej harmonickej (SHG) a optické parametrické kmitanie (OPO) pre laditeľné infračervené zdroje.

Širokopásmový prenos: Minimálna absorpcia vo viditeľnom spektre (α < 0,1 dB/cm pri 1550 nm), kritická pre optické zosilňovače v pásme C a kvantovú konverziu frekvencie.

2. Mechanická a tepelná odolnosť:

Nízka tepelná rozťažnosť: CTE = 14,4 × 10⁻⁶/K (os a), čo zabezpečuje kompatibilitu s kremíkovými substrátmi v hybridných fotonických obvodoch.

Vysoká piezoelektrická odozva: g₃₃ > 20 mV/m, ideálna pre filtre povrchovej akustickej vlny (SAW) v systémoch 5G mmWave.

3. Kontrola defektov:

Hustota mikrotrubiek: <0,1 cm⁻² (8-palcové ingoty), overená synchrotrónovou röntgenovou difrakciou.

Odolnosť voči žiareniu: Minimálne mriežkové skreslenie pri elektrických poliach 100 kV/cm, overené v testoch pre letecký priemysel.

Strategické aplikácie

Ingot LiNbO3 poháňa inovácie v najmodernejších oblastiach:

1. Kvantová fotonika:

Zdroje jedného fotónu: Využitím nelineárnej konverzie smerom nadol umožňuje LiNbO3 generovanie prepletených fotónových párov pre systémy s kvantovou distribúciou kľúčov (QKD).

Kvantová pamäť: Integrácia s vláknami dopovanými Er³⁺ dosahuje 30 % účinnosť ukladania pri 1530 nm, čo je kľúčové pre kvantové siete na dlhé vzdialenosti.

2. Optoelektronické systémy:

Vysokorýchlostné modulátory: X-cut LiNbO3 dosahuje šírku pásma 40 GHz so stratou vloženia <1 dB, čím prekonáva LiTaO3 v optických transceiveroch 400G.

Zdvojnásobenie laserovej frekvencie: LiNbO3 dopovaný horčíkom (prah 6 %) znižuje fotorefraktívne poškodenie, čo umožňuje stabilnú konverziu 1064 nm → 532 nm v systémoch LiDAR.

3. Priemyselné snímanie:

Vysokoteplotné tlakové senzory: Pracujú nepretržite pri teplote 600 °C a využívajú piezoelektrickú rezonanciu na monitorovanie ropovodov/plynovodov.

Prúdové transformátory: Ko-dopovanie Fe/Mg zvyšuje citlivosť (0,1 % FS) v aplikáciách inteligentných sietí.

Služby a riešenia XKH

Naše služby v oblasti ingotov LiNbO3 sú navrhnuté pre škálovateľnosť a presnosť:

1. Výroba na mieru:

Možnosti veľkosti: Ingoty s priemerom 3 – 8 palcov s geometriami rezu X/Y/Z a rezu 42°Y, uhlová tolerancia ±0,01°.

Kontrola dopingu: Ko-doping Fe/Mg pomocou Czochralského metódy (rozsah koncentrácií 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) na optimalizáciu fotorefraktívneho odporu.

2. Pokročilé spracovanie:

Heterogénna integrácia: Kompozitné doštičky Si-LN (hrúbka 300 – 600 nm) s tepelnou vodivosťou do 8,78 W/m·K pre vysokofrekvenčné SAW filtre.

Výroba vlnovodov: Techniky protónovej výmeny (PE) a reverznej protónovej výmeny (RPE) poskytujú submikrónové vlnovody (Δn > 0,7) pre elektrooptické modulátory s frekvenciou 40 GHz.

3. Zabezpečenie kvality:

Komplexné testovanie: Ramanova spektroskopia (overenie polytypu), XRD (kryštalinita) a AFM (morfológia povrchu) zabezpečujú súlad s normami MIL-PRF-4520J a JEDEC-033.

Globálna logistika: Preprava s kontrolovanou teplotou (±0,5 °C) a 48-hodinové núdzové doručenie v rámci Ázie a Tichomoria, Európy a Severnej Ameriky.

Konkurenčné výhody

1. Nákladová efektívnosť: 8-palcové ingoty znižujú plytvanie materiálom o 30 % v porovnaní so 4-palcovými alternatívami, čím sa znižujú jednotkové náklady o 18 %.

2. Ukazovatele výkonnosti:

Šírka pásma SAW filtra: >1,28 GHz (oproti 0,8 GHz pre LiTaO3), kritická pre mmVlnné pásma 5G.

Tepelné cyklovanie: Odoláva cyklom -200–500 °C s deformáciou < 0,05 %, overené v automobilových LiDAR testoch.

1. Udržateľnosť: Recyklovateľné metódy spracovania znižujú spotrebu vody o 40 % a spotrebu energie o 25 %.

Záver

Ingot LiNbO3 zostáva preferovaným materiálom pre optoelektroniku novej generácie, ktorý kombinuje bezkonkurenčný elektrooptický výkon so spoľahlivosťou priemyselnej úrovne. Od kvantových výpočtov až po 6G komunikáciu, jeho všestrannosť a škálovateľnosť ho stavajú do pozície kľúčového nástroja pre budúce technológie. Spolupracujte s nami a využite najmodernejšie riešenia dopovania, zmierňovania defektov a heterogénnej integrácie prispôsobené potrebám vašej aplikácie.