Ingoti LiNbO₃, dopirani z Mg, z orientacijami 45°Z-reza in 64°Y-reza za komunikacijske sisteme 5G/6G

Kratek opis:

Ingot LiNbO3 (kristalni ingot litijevega niobata) je temeljni material v napredni optoelektroniki in kvantnih tehnologijah, znan po svojih izjemnih elektrooptičnih koeficientih (γ₃₃ = 30,9 pm/V), širokem območju prosojnosti (400–5200 nm) in visoki Curiejevi temperaturi (1210 °C). Za razliko od običajnih materialov na osnovi silicija, ingoti LiNbO3 omogočajo visokofrekvenčno obdelavo signalov in izdelavo valovodov z veliko odprtino, zaradi česar so nepogrešljivi za komunikacije 5G/6G, kvantno fotoniko in industrijsko zaznavanje. Nedavni napredek na področju heterogene integracije (npr. kompozitne rezine na osnovi silicija) in zmanjševanja napak (npr. dopiranje z Mg) je še razširil njegovo uporabnost v ekstremnih okoljih, kot so visokotemperaturni (>400 °C) senzorji in sevalno utrjeni vesoljski sistemi.

Pošljite nam e-pošto

Značilnosti

Tehnični parametri

Kristalna struktura	Šesterokotno
Mrežna konstanta	a = 5,154 Å c = 13,783 Å
Mp	1650 °C
Gostota	7,45 g/cm3
Curiejeva temperatura	610 °C
Trdota	5,5 - 6 Mohsovih stopenj
Koeficient toplotnega raztezanja	aa = 1,61 x 10⁻⁶/k ac = 4,1 x 10⁻⁶/k
Upornost	1015 Wm
Permitivnost	es11 / e0: 39 ~ 43 es33 / e0: 42 ~ 43 et11 / e0: 51 ~ 54 et11 / e0: 43 ~ 46
Barva	Brezbarven
Skozi vrsto	0,4 ~ 5,0 μm
Lomni količnik	ne = 2,176 ne = 2,180 pri 633 nm

Ključne tehnične značilnosti

Ingot LiNbO3 ima vrsto vrhunskih lastnosti:

1. Elektrooptična zmogljivost:

Visok nelinearni koeficient: d₃₃ = 34,4 pm/V, kar omogoča učinkovito generiranje drugega harmonika (SHG) in optično parametrično nihanje (OPO) za nastavljive infrardeče vire.

Širokopasovni prenos: Minimalna absorpcija v vidnem spektru (α < 0,1 dB/cm pri 1550 nm), ključnega pomena za optične ojačevalnike v C-pasu in kvantno pretvorbo frekvenc.

2. Mehanska in toplotna robustnost:

Nizka toplotna razteznost: CTE = 14,4 × 10⁻⁶/K (os a), kar zagotavlja združljivost s silicijevimi substrati v hibridnih fotonskih vezjih.

Visok piezoelektrični odziv: g₃₃ > 20 mV/m, idealen za filtre površinskih akustičnih valov (SAW) v sistemih 5G mmWave.

3. Nadzor napak:

Gostota mikrocevk: <0,1 cm⁻² (8-palčni ingoti), potrjena s sinhrotronsko rentgensko difrakcijo.

Odpornost proti sevanju: Minimalno popačenje mreže pri električnih poljih 100 kV/cm, potrjeno v letalsko-vesoljskih testih.

Strateške aplikacije

Ingoti LiNbO3 spodbujajo inovacije na najsodobnejših področjih:

1. Kvantna fotonika:

Viri posameznih fotonov: Z nelinearno pretvorbo navzdol LiNbO3 omogoča generiranje prepletenih fotonskih parov za sisteme kvantne porazdelitve ključev (QKD).

Kvantni pomnilnik: Integracija z vlakni, dopiranimi z Er³⁺, doseže 30-odstotno učinkovitost shranjevanja pri 1530 nm, kar je ključnega pomena za kvantna omrežja na dolge razdalje.

2. Optoelektronski sistemi:

Visokohitrostni modulatorji: X-cut LiNbO3 doseže pasovno širino 40 GHz z vstavljeno izgubo <1 dB, s čimer prekaša LiTaO3 v optičnih oddajnikih-sprejemnikih 400G.

Podvojitev laserske frekvence: LiNbO3, dopiran z Mg (prag 6 %), zmanjšuje fotorefraktivne poškodbe, kar omogoča stabilno pretvorbo 1064 nm → 532 nm v sistemih LiDAR.

3. Industrijsko zaznavanje:

Visokotemperaturni tlačni senzorji: delujejo neprekinjeno pri 600 °C in izkoriščajo piezoelektrično resonanco za spremljanje naftovodov/plinovodov.

Tokovni transformatorji: Sočasna uporaba Fe/Mg poveča občutljivost (0,1 % FS) v aplikacijah pametnih omrežij.

Storitve in rešitve XKH

Naše storitve za ingote LiNbO3 so zasnovane za skalabilnost in natančnost:

1. Izdelava po meri:

Možnosti velikosti: 3–8-palčni ingoti z geometrijami X/Y/Z-reza in 42°Y-reza, kotna toleranca ±0,01°.

Kontrola dopinga: sočasni doping Fe/Mg po Czochralski metodi (koncentracijsko območje 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) za optimizacijo fotorefraktivne odpornosti.

2. Napredna obdelava:

Heterogena integracija: kompozitne rezine Si-LN (debeline 300–600 nm) s toplotno prevodnostjo do 8,78 W/m·K za visokofrekvenčne SAW filtre.

Izdelava valovodov: Tehnike izmenjave protonov (PE) in reverzne izmenjave protonov (RPE) dajejo submikronske valovodne vodnike (Δn > 0,7) za 40 GHz elektrooptične modulatorje.

3. Zagotavljanje kakovosti:

Celovito testiranje: Ramanova spektroskopija (preverjanje politipov), XRD (kristaliničnost) in AFM (morfologija površine) zagotavljajo skladnost z MIL-PRF-4520J in JEDEC-033.

Globalna logistika: Dostava s kontrolirano temperaturo (±0,5 °C) in 48-urna nujna dostava po Azijsko-pacifiški regiji, Evropi in Severni Ameriki.

Konkurenčne prednosti

1. Stroškovna učinkovitost: 8-palčni ingoti zmanjšajo odpadni material za 30 % v primerjavi s 4-palčnimi alternativami, kar zniža stroške na enoto za 18 %.

2. Metrike uspešnosti:

Pasovna širina SAW filtra: >1,28 GHz (v primerjavi z 0,8 GHz za LiTaO3), ključnega pomena za milimetrske valovne pasove 5G.

Termično cikliranje: Preživi cikle od -200 do 500 °C z <0,05 % upogibanjem, potrjeno v avtomobilskih LiDAR testih.

1. Trajnost: Reciklirne metode predelave zmanjšajo porabo vode za 40 % in porabo energije za 25 %.

Zaključek

Ingoti LiNbO3 ostajajo material izbire za optoelektroniko naslednje generacije, saj združujejo neprekosljivo elektrooptično zmogljivost z zanesljivostjo industrijskega razreda. Od kvantnega računalništva do komunikacij 6G ga njegova vsestranskost in skalabilnost postavljata kot ključnega dejavnika za prihodnje tehnologije. Sodelujte z nami in izkoristite najsodobnejše rešitve za dopiranje, zmanjševanje napak in heterogeno integracijo, prilagojene potrebam vaše aplikacije.