铌酸锂的性质与应用

铌酸锂（化学式：LiNbO3）是一种偏铌酸盐。其单晶是光波导，为移动电话，压电传感器，光学调制器和各种其它线性和非线性光学应用的重要材料。

性质

铌酸锂是一种不溶于水的无色固体。它具有一个缺乏反演对称性的三方晶系，并显示出铁电性、泡克耳斯效应、压电效应和光弹性。铌酸锂具有负的单轴双折射，这略微取决于温度以及晶体的化学计量比。它可以透过波长为350至5200纳米之间的波。

铌酸锂可通过掺杂氧化镁在它的光学损伤阈上,来增强它对光损伤的抗性（这种损伤常称为光反射损伤）。其他可用的掺杂物还有Fe、Zn、Hf、Cu、Gd、Er、Y、Mn和B。

纳米粒子

铌酸锂和五氧化二铌的纳米颗粒可在低温下制备。完整的实验报告表明NbCl5被LiH还原，随后原位自发氧化成低价铌纳米氧化物。这些铌氧化物暴露于空气气氛从而产生纯的Nb2O5。最后，稳定的Nb2O5在过量的LiH的受控水解中被转化为铌酸锂LiNbO3纳米颗粒。直径约为10nm的铌酸锂球形纳米颗粒可以通过将孔状二氧化硅基质浸渍于LiNO3和 NH4NbO(C2O4)2的混合水溶液中，接着在IR炉中加热10分钟来制备。

应用

铌酸锂被广泛使用在电信市场，比如在移动电话和光调制器中。它是制造表面声波设备的可选材料。对于某些用途，它可以被钽酸锂，LiTaO3所取代。其他用途是在激光倍频、非线性光学、泡克耳斯盒、光学参量振荡器、Q开关激光器以及其它声光效应器件、千兆赫频率光开关等。它是用于制造光波导的优异材料。

它也被用于光学的空间低通（抗混叠）滤波器的制作。

周期性极化铌酸锂（PPLN）

周期性极化铌酸锂（PPLN）是一种以磁畴为单位设计制造的铌酸锂晶体，主要用于实现非线性光学的准相位匹配。铁电体畴交替指向+c和-c方向，周期通常为5至35µm。该范围中周期较短的铁电体被用于二次谐波生成，而周期较长的则被用于光参量振荡。周期性极化可以通过使用周期性结构的电极进行电极化来实现。晶体受控加热可以用于在介质中微调相位匹配，这是因为分散体随温度变化而微小变化。

周期性极化使用铌酸锂的非线性张量值，d33= 27 pm/V。准相位匹配给出的效率为完整的d33的2/π（64%），约为17 pm/V。

用于周期性极化的其它材料是宽带隙无机晶体状的KTP（可以产生周期性极化KTP，即PPKTP）、钽酸锂，以及一些有机材料。

周期性极化技术也可以用来形成表面的纳米结构。

然而，由于它的低光反射破坏阈值，PPLN只在非常低的功率水平发现有限的应用。不过掺杂氧化镁的铌酸锂是通过周期性极化的方法制造的。因此，周期性极化的掺杂氧化镁的铌酸锂（PPMgOLN）将应用扩大到中等功率水平。