شمش‌های LiNbO₃ آلاییده شده با منیزیم با برش Z در جهت‌های 45 درجه و برش Y در جهت‌های 64 درجه برای سیستم‌های ارتباطی 5G/6G

شمش‌های LiNbO₃ آلاییده شده با منیزیم، برش Z با جهت ۴۵ درجه و برش Y با جهت ۶۴ درجه برای سیستم‌های ارتباطی ۵G/6G، تصویر ویژه

شرح مختصر:

شمش LiNbO3 (شمش کریستالی لیتیوم نیوبات) یک ماده اساسی در فناوری‌های پیشرفته اپتوالکترونیک و کوانتومی است که به دلیل ضرایب الکترواپتیکی استثنایی (γ₃₃ = 30.9 pm/V)، محدوده شفافیت گسترده (400-5200 نانومتر) و دمای کوری بالا (1210 درجه سانتیگراد) مشهور است. برخلاف مواد مبتنی بر سیلیکون معمولی، شمش‌های LiNbO3 امکان پردازش سیگنال با فرکانس بالا و ساخت موجبر با دیافراگم بزرگ را فراهم می‌کنند و آنها را برای ارتباطات 5G/6G، فوتونیک کوانتومی و حسگری صنعتی ضروری می‌سازند. پیشرفت‌های اخیر در ادغام ناهمگن (به عنوان مثال، ویفرهای کامپوزیتی مبتنی بر Si) و کاهش نقص (به عنوان مثال، آلایش منیزیم) کاربرد آن را در محیط‌های سخت، مانند حسگرهای دمای بالا (>400 درجه سانتیگراد) و سیستم‌های هوافضای سخت‌شده با تابش، گسترش بیشتری داده است.

برای ما ایمیل ارسال کنید

ویژگی‌ها

پارامترهای فنی

ساختار کریستالی	شش ضلعی
ثابت شبکه	الف = ۵.۱۵۴ آنگستروم ج = ۱۳.۷۸۳ آنگستروم
Mp	۱۶۵۰ درجه سانتیگراد
تراکم	۷.۴۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب
دمای کوری	۶۱۰ درجه سانتیگراد
سختی	۵.۵ تا ۶ موهس
ضریب انبساط حرارتی	aa = 1.61 x 10 -6 / k ac = 4.1 x 10 -6 / k
مقاومت ویژه	۱۰۱۵ متر مربع
گذردهی	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
رنگ	بی‌رنگ
از طریق طیف وسیعی از	0.4 ~ 5.0 ام
شاخص شکست	no = 2.176 ne = 2.180 @ 633 نانومتر

ویژگی‌های فنی کلیدی

شمش LiNbO3 مجموعه‌ای از خواص برتر را نشان می‌دهد:

۱. عملکرد الکترواپتیکی:

ضریب غیرخطی بالا: d₃₃ = 34.4 pm/V، که امکان تولید هارمونیک دوم کارآمد (SHG) و نوسان پارامتری نوری (OPO) را برای منابع مادون قرمز قابل تنظیم فراهم می‌کند.

انتقال پهن‌باند: حداقل جذب در طیف مرئی (α < 0.1 dB/cm در 1550 نانومتر)، که برای تقویت‌کننده‌های نوری باند C و تبدیل فرکانس کوانتومی بسیار مهم است.

۲. استحکام مکانیکی و حرارتی:

انبساط حرارتی کم: CTE = 14.4×10⁻⁶/K (محور a)، که سازگاری با زیرلایه‌های سیلیکونی در مدارهای فوتونی هیبریدی را تضمین می‌کند.

پاسخ پیزوالکتریک بالا: g₃₃ > 20 mV/m، ایده‌آل برای فیلترهای موج آکوستیک سطحی (SAW) در سیستم‌های mmWave 5G.

۳. کنترل نقص:

چگالی میکروپایپ: کمتر از 0.1 سانتی‌متر مربع (شمش‌های 8 اینچی)، که از طریق پراش اشعه ایکس سنکروترون تأیید شده است.

مقاومت در برابر تابش: حداقل اعوجاج شبکه تحت میدان‌های الکتریکی ۱۰۰ کیلوولت بر سانتی‌متر، تایید شده در آزمایش‌های هوافضا.

کاربردهای استراتژیک

شمش LiNbO3 نوآوری را در حوزه‌های پیشرفته هدایت می‌کند:

۱. فوتونیک کوانتومی:

منابع تک فوتونی: با بهره‌گیری از تبدیل نزولی غیرخطی، LiNbO3 امکان تولید جفت فوتون‌های درهم‌تنیده را برای سیستم‌های توزیع کلید کوانتومی (QKD) فراهم می‌کند.

حافظه کوانتومی: ادغام با فیبرهای آلاییده شده با Er³⁺، به 30٪ راندمان ذخیره‌سازی در طول موج 1530 نانومتر دست می‌یابد که برای شبکه‌های کوانتومی با مسافت طولانی بسیار مهم است.

۲. سیستم‌های اپتوالکترونیکی:

مدولاتورهای پرسرعت: LiNbO3 با برش X به پهنای باند 40 گیگاهرتز با تلفات عبوری کمتر از 1 دسی‌بل دست می‌یابد و در فرستنده-گیرنده‌های نوری 400G از LiTaO3 بهتر عمل می‌کند.

دو برابر شدن فرکانس لیزر: LiNbO3 آلاییده شده با منیزیم (آستانه ۶٪) آسیب نورشکستی را کاهش می‌دهد و تبدیل پایدار ۱۰۶۴ نانومتر به ۵۳۲ نانومتر را در سیستم‌های LiDAR امکان‌پذیر می‌سازد.

۳. حسگرهای صنعتی:

سنسورهای فشار دمای بالا: به طور مداوم در دمای 600 درجه سانتیگراد کار می‌کنند و از رزونانس پیزوالکتریک برای نظارت بر خط لوله نفت/گاز استفاده می‌کنند.

ترانسفورماتورهای جریان: آلایش همزمان Fe/Mg باعث افزایش حساسیت (0.1% FS) در کاربردهای شبکه هوشمند می‌شود.

خدمات و راهکارهای XKH

خدمات شمش LiNbO3 ما برای مقیاس‌پذیری و دقت طراحی شده‌اند:

۱. ساخت سفارشی:

گزینه‌های اندازه: شمش‌های ۳ تا ۸ اینچی با هندسه‌های برش X/Y/Z و برش ۴۲ درجه Y، تلرانس زاویه‌ای ±۰.۰۱ درجه.

کنترل آلایش: آلایش همزمان Fe/Mg از طریق روش Czochralski (محدوده غلظت 10¹6–10¹9 cm⁻³) برای بهینه‌سازی مقاومت نوری.

۲. پردازش پیشرفته:

ادغام ناهمگن: ویفرهای کامپوزیتی Si-LN (ضخامت ۳۰۰ تا ۶۰۰ نانومتر) با رسانایی حرارتی تا ۸.۷۸ W/m·K برای فیلترهای SAW با فرکانس بالا.

ساخت موجبر: تکنیک‌های تبادل پروتون (PE) و تبادل پروتون معکوس (RPE) موجبرهای زیرمیکرون (Δn >0.7) را برای مدولاتورهای الکترواپتیکی 40 گیگاهرتز تولید می‌کنند.

۳. تضمین کیفیت:

آزمایش‌های سرتاسری: طیف‌سنجی رامان (تأیید چندنوعی)، XRD (بلوری بودن) و AFM (مورفولوژی سطح) مطابقت با استانداردهای MIL-PRF-4520J و JEDEC-033 را تضمین می‌کنند.

لجستیک جهانی: ارسال با دمای کنترل‌شده (±۰.۵ درجه سانتیگراد) و تحویل اضطراری ۴۸ ساعته در سراسر آسیا-اقیانوسیه، اروپا و آمریکای شمالی.

مزایای رقابتی

۱. بهره‌وری هزینه: شمش‌های ۸ اینچی در مقایسه با شمش‌های ۴ اینچی، ضایعات مواد را تا ۳۰٪ کاهش می‌دهند و هزینه‌های هر واحد را تا ۱۸٪ کاهش می‌دهند.

۲. معیارهای عملکرد:

پهنای باند فیلتر SAW: >1.28 گیگاهرتز (در مقایسه با 0.8 گیگاهرتز برای LiTaO3)، که برای باندهای موج میلی‌متری 5G بسیار مهم است.

چرخه حرارتی: چرخه‌های دمایی -200 تا 500 درجه سانتیگراد را با کمتر از 0.05٪ تاب برداشتن، که در آزمایش LiDAR خودرو تأیید شده است، تحمل می‌کند.

۱. پایداری: روش‌های فرآوری قابل بازیافت، مصرف آب را تا ۴۰٪ و مصرف انرژی را تا ۲۵٪ کاهش می‌دهند.

نتیجه‌گیری

شمش LiNbO3 همچنان ماده انتخابی برای اپتوالکترونیک نسل بعدی است که عملکرد الکترواپتیکی بی‌نظیر را با قابلیت اطمینان در سطح صنعتی ترکیب می‌کند. از محاسبات کوانتومی گرفته تا ارتباطات 6G، تطبیق‌پذیری و مقیاس‌پذیری آن، آن را به عنوان یک عامل حیاتی برای فناوری‌های آینده قرار می‌دهد. با ما همکاری کنید تا از دوپینگ پیشرفته، کاهش نقص و راه‌حل‌های یکپارچه‌سازی ناهمگن متناسب با نیازهای کاربردی خود بهره ببرید.