铌酸锂(LiNbO_(3),LN)是一种集声光、电光、弹光、光折变等优越物理特性于一身的多功能晶体,不仅被誉为“光学硅”,更有学者提出人类正在进入“铌酸锂谷”时代,其优异的光电性能使基于其的各类光电器件在人工智能、光电混合集成等新兴...铌酸锂(LiNbO_(3),LN)是一种集声光、电光、弹光、光折变等优越物理特性于一身的多功能晶体,不仅被誉为“光学硅”,更有学者提出人类正在进入“铌酸锂谷”时代,其优异的光电性能使基于其的各类光电器件在人工智能、光电混合集成等新兴领域具有广阔的应用前景。光折变效应是LN晶体非常重要的特性。随着基于LN的光电器件向微纳级尺寸迅速发展,光折变效应在微纳级尺寸也已逐渐显现。LN单晶是在非绝缘体上采用铌酸锂单晶薄膜(Lithium Niobate on Insulator,LNOI)技术制备各类器件的基材,可通过掺杂合适的杂质离子来调控光折变性能。相对于传统的低价态阳离子(化合价<铌离子+5价),近年来发现掺入高价态阳离子(化合价≥铌离子+5价)更有利于提升LN晶体的光折变性能。本文综述了已有报道的高价态阳离子掺杂LN晶体光折变性能的研究成果,归纳总结出掺钒、钼、铀、铋等高价态离子可以显著提升LN晶体的光折变性能,尤其是能够有效缩短光折变响应时间,这有利于LN在微环谐振器、可编程光子器件、非线性光子器件等微纳器件领域的应用。同时,提出未来可围绕高价态离子掺杂LN,在高质量大尺寸晶体生长技术、光折变机理、其他具有孤对电子的离子掺杂、基于高价态离子掺杂LN的光电器件这四方面进行研究。展开更多
文摘铌酸锂(LiNbO_(3),LN)是一种集声光、电光、弹光、光折变等优越物理特性于一身的多功能晶体,不仅被誉为“光学硅”,更有学者提出人类正在进入“铌酸锂谷”时代,其优异的光电性能使基于其的各类光电器件在人工智能、光电混合集成等新兴领域具有广阔的应用前景。光折变效应是LN晶体非常重要的特性。随着基于LN的光电器件向微纳级尺寸迅速发展,光折变效应在微纳级尺寸也已逐渐显现。LN单晶是在非绝缘体上采用铌酸锂单晶薄膜(Lithium Niobate on Insulator,LNOI)技术制备各类器件的基材,可通过掺杂合适的杂质离子来调控光折变性能。相对于传统的低价态阳离子(化合价<铌离子+5价),近年来发现掺入高价态阳离子(化合价≥铌离子+5价)更有利于提升LN晶体的光折变性能。本文综述了已有报道的高价态阳离子掺杂LN晶体光折变性能的研究成果,归纳总结出掺钒、钼、铀、铋等高价态离子可以显著提升LN晶体的光折变性能,尤其是能够有效缩短光折变响应时间,这有利于LN在微环谐振器、可编程光子器件、非线性光子器件等微纳器件领域的应用。同时,提出未来可围绕高价态离子掺杂LN,在高质量大尺寸晶体生长技术、光折变机理、其他具有孤对电子的离子掺杂、基于高价态离子掺杂LN的光电器件这四方面进行研究。
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