Mg-допирани LiNbO₃-инготи, оријентације реза 45°Z и реза 64°Y за 5G/6G комуникационе системе

Mg-допирани LiNbO₃инготи са оријентацијама 45°Z-реза и 64°Y-реза за 5G/6G комуникационе системе. На слици

Кратак опис:

LiNbO3 ингот (литијум-ниобат кристални ингот) је камен темељац у напредној оптоелектроници и квантним технологијама, познат по својим изузетним електрооптичким коефицијентима (γ₃₃ = 30,9 пм/V), широком опсегу транспарентности (400–5.200 нм) и високој Киријевој температури (1210°C). За разлику од конвенционалних материјала на бази силицијума, LiNbO3 ингот омогућавају обраду високофреквентних сигнала и израду таласовода великог отвора, што их чини неопходним за 5G/6G комуникације, квантну фотонику и индустријско сензорство. Недавни напредак у хетерогеној интеграцији (нпр. композитне плочице на бази Si) и ублажавању дефеката (нпр. допирање Mg) додатно је проширио његову применљивост на екстремна окружења, као што су сензори високих температура (>400°C) и ваздухопловни системи отпорни на зрачење.

Пошаљите нам имејл

Карактеристике

Технички параметри

Кристална структура	Хексагонал
Константа решетке	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650°C
Густина	7,45 г / цм3
Киријева температура	610°C
Тврдоћа	5,5 - 6 Мосова скала
Коефицијент термичког ширења	aa = 1,61 x 10⁻⁶ / k ac = 4,1 x 10⁻⁶ / k
Отпорност	1015 Wm
Пермитивност	ес11 / е0: 39 ~ 43 ес33 / е0: 42 ~ 43 ет11 / е0: 51 ~ 54 ет11 / е0: 43 ~ 46
Боја	Безбојно
Кроз низ	0,4 ~ 5,0 um
Индекс преламања	не = 2.176 не = 2.180 на 633 нм

Кључне техничке карактеристике

LiNbO3 ингот показује низ врхунских својстава:

1. Електрооптичке перформансе:

Висок нелинеарни коефицијент: d₃₃ = 34,4 pm/V, омогућава ефикасно генерисање другог хармоника (SHG) и оптичке параметарске осцилације (OPO) за подесиве инфрацрвене изворе.

Широкопојасни пренос: Минимална апсорпција у видљивом спектру (α < 0,1 dB/cm на 1550 nm), критична за оптичка појачала C-опсега и квантну конверзију фреквенција.

2. Механичка и термичка отпорност:

Ниско термичко ширење: CTE = 14,4×10⁻⁶/K (a-оса), што обезбеђује компатибилност са силицијумским подлогама у хибридним фотонским колима.

Висок пиезоелектрични одзив: g₃₃ > 20 mV/m, идеалан за филтере површинских акустичних таласа (SAW) у 5G mmWave системима.

3. Контрола недостатака:

Густина микроцеви: <0,1 цм⁻² (инготи од 8 инча), валидирано синхротронском дифракцијом X-зрака.

Отпорност на зрачење: Минимално изобличење решетке под електричним пољима од 100 kV/cm, валидирано у испитивањима ваздухопловног квалитета.

Стратешке примене

LiNbO3 инготи покрећу иновације у најсавременијим областима:

1. Квантна фотоника:

Извори једног фотона: Користећи нелинеарну конверзију наниже, LiNbO3 омогућава генерисање испреплетених фотонских парова за системе квантне дистрибуције кључева (QKD).

Квантна меморија: Интеграција са влакнима допираним Er³⁺ постиже ефикасност складиштења од 30% на 1530 nm, што је кључно за квантне мреже на велике удаљености.

2. Оптоелектронски системи:

Модулатори велике брзине: X-cut LiNbO3 постиже пропусни опсег од 40 GHz са губитком уметања <1 dB, надмашујући LiTaO3 у оптичким примопредајницима од 400G.

Удвостручавање ласерске фреквенције: Mg-допирани LiNbO3 (праг од 6%) смањује фоторефрактивна оштећења, омогућавајући стабилну конверзију од 1064 nm → 532 nm у LiDAR системима.

3. Индустријска сензорска анализа:

Сензори притиска високе температуре: Раде континуирано на 600°C, користећи пиезоелектричну резонанцу за праћење нафтовода/гасовода.

Струјни трансформатори: Ко-допирање Fe/Mg повећава осетљивост (0,1% FS) у апликацијама паметних мрежа.

XKH услуге и решења

Наше услуге за LiNbO3 инготе су пројектоване за скалабилност и прецизност:

1. Израда по наруџби:

Опције величине: инготи од 3–8 инча са геометријама X/Y/Z-реза и 42°Y-реза, угаона толеранција ±0,01°.

Контрола допинга: ко-допирање Fe/Mg методом Чохралског (опсег концентрација 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) ради оптимизације фоторефрактивне отпорности.

2. Напредна обрада:

Хетерогена интеграција: Si-LN композитне плочице (дебљине 300–600 nm) са топлотном проводљивошћу до 8,78 W/m·K за високофреквентне SAW филтере.

Израда таласовода: Технике протонске размене (PE) и обрнуте протонске размене (RPE) дају субмикронске таласоводе (Δn > 0,7) за електрооптичке модулаторе од 40 GHz.

3. Осигурање квалитета:

Комплетно тестирање: Раманова спектроскопија (верификација политипа), XRD (кристалиност) и AFM (површинска морфологија) обезбеђују усклађеност са MIL-PRF-4520J и JEDEC-033.

Глобална логистика: Достава уз контролисану температуру (±0,5°C) и хитна достава у року од 48 сати широм Азије и Пацифика, Европе и Северне Америке.

Конкурентске предности

1. Исплативост: Инготи од 8 инча смањују отпад материјала за 30% у поређењу са алтернативама од 4 инча, смањујући трошкове по јединици за 18%.

2. Метрике учинка:

Пропусни опсег SAW филтера: >1,28 GHz (у односу на 0,8 GHz за LiTaO3), критично за 5G mmWave опсеге.

Термички циклус: Отпоран на циклусе од -200–500°C са <0,05% деформације, потврђено у аутомобилским LiDAR тестирањима.

1. Одрживост: Рециклабилне методе обраде смањују потрошњу воде за 40% и потрошњу енергије за 25%.

Закључак

LiNbO3 ингот остаје материјал по избору за оптоелектронику следеће генерације, комбинујући неупоредиве електрооптичке перформансе са поузданошћу индустријског нивоа. Од квантног рачунарства до 6G комуникација, његова свестраност и скалабилност га позиционирају као кључног покретача будућих технологија. Сарађујте са нама како бисте искористили најсавременија решења за допирање, ублажавање дефеката и хетерогену интеграцију прилагођена потребама ваше примене.