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1.3.1 LiNbO3晶体的结构
铌酸锂晶体简称LN，属三方晶系，钛铁矿型(畸变钙钛矿型)结构。相对密度4.30，晶格常数a=0.5147 nm，c=1.3856 nm。其中原子堆积为ABAB堆积，并形成稍略变的氧八面体空隙。它有1/3被Li离子占有居，1/3被Nb离子占据，余下1/3则为空位[16]。
1.3.2 LiNbO3晶体的生长
按照n(Li)：n(Nb)=48.6B51.4的同成分点和6% K2O(摩尔分数)的比例,称取Li2CO3,Nb2O5和K2CO3,原料纯度为99.99%。为使原料混合均匀,把原料放入混料器混料12 h,把混合好的原料放入清洗干净的坩埚中烧结,得到生长近化学计量比的铌酸锂晶体原料[17-19]。由于原料中加入K2O,使熔点降低很多,烧结温度在1050e左右。K离子存在于溶液中,并不进入晶体,所以在界面处出现严重的分凝,导致生长困难一些。晶体生长过程中,将提拉速度降低为0.1 mm/h,晶体转速为12 r/m,温度梯度为30e/cm情况下,可生长出质量较好的近化学计量比LiNbO3晶体。
1.3.3 LiNbO3晶体的应用
铌酸锂(LINbO3，LN)晶体是一种集压电、铁电、热释电、非线性、电光、光弹、光折变等性能于一体的多功能材料，具有良好的热稳定性和化学稳定性，可以利用提拉法生长出大尺寸晶体，而且易于加工，成本低，是少数经久不衰、并不断开辟应用新领域的重要功能材料。目前，已经在红外探测器、激光调制器、光通讯调制器、光学开关、光参量振荡器、集成光学元件、高频宽带滤波器、窄带滤波器、高频高温换能器、微声器件、激光倍频器、自倍频激光器、光折变器件(如高分辨的全息存储)、光波导基片和光隔离器等方面获得了广泛的实际应用，被公认为光电子时代光学硅的主要侯选材料之一[20¬23]。基于准相位匹配技术的周期极化铌酸锂 (PeriodieallyPoledLiNbO3，PPLN)，可以最大程度地利用其有效非线性系数，广泛应用于倍频、和频/差频、光参量振荡等光学过程，在激光显示和光通信领域具有广阔的应用前景，因而成为非常流行的非线性光学材料。