מצעי ליתיום ניובט (LiNbO₃)
פרוסות LiNbO₃ (ליתיום ניובט) באיכות אופטית עם CMP, שתוכננו עבור <strong>מודולטורי EO</strong>, פילטרי SAW/BAW וייצור מוליכי גל PPLN/TFLN. זמינות בקטרים 3″–6″ עם התאמת אוריינטציה ואפשרויות עובי. ביצועי אלקטרו‑אופטיקה מרכזיים: <strong>r₃₃ = 30.8 pm/V</strong>.
סקירה כללית
GINECHIP מציעה תת-מצעים (substrates) של ליתיום ניובט (LiNbO₃) בהרכב קונגורואנטי (CLN), בהרכב סטוכיומטרי (SLN) ומסומם ב-MgO (5mol%) בקטרים 3″ (76.2mm), 4″ (100mm) ו‑6″ (150mm). ניתן לבחור חיתוכי X/Y/Z ובכיוונים 128° Y-X ו‑64° Y-X כדי להתאים לתהליך ולתכנון המכשיר; זמינים גם תת‑מצעים עם פולינג בדומיין יחיד (single-domain poled).
אפשרויות גימור פני השטח כוללות SSP, DSP ו‑Optical-grade CMP עם Ra < 0.5nm. עוביים זמינים ב‑300μm / 500μm / 1000μm, באריזה התומכת בייצור בעל שחזור גבוה בתנאי ניקיון Class 100.
תת-מצעים מוכנים ל‑PPLN עם פולינג בדומיין יחיד (אפשרות ל‑periodic poling), ובנוסף אופציית blackened למודולטורים של EO.
דרגות חומר וביצועי פוטורפרקציה
CLN, SLN ו‑MgO מדופס (5mol%) LiNbO₃ שונים ביחס Li/Nb ובאופן שבו נוצרים פגמים/מטענים כתוצאה מתהליך הצמיחה בשיטת Czochralski. השפעה זו באה לידי ביטוי ישירות ברגישות לפוטורפרקציה וביציבות לטווח ארוך. בחרו את הדרגה שהכי תואמת לרמת ההספק האופטי ולתחום האורכי גל שלכם.
סף נזק פוטורפרקציה: ב‑CLN רגיל עלול להיווצר עיוות בערך ב‑~kW/cm² תחת חשיפה לאור נראה. דופינג ב‑MgO מעלה את הסף ל‑> MW/cm², ומאפשר עבודה בהספק גבוה באור נראה ובקרוב לאינפרה‑אדום (למשל לייזרים ירוקים בתדר מוכפל ו‑OPOs).
מאפיינים פיזיקליים מרכזיים
מקדם אלקטרו‑אופטי: r₃₃ = 30.8 pm/V ו‑r₁₃ = 8.6 pm/V. קישור פיזואלקטרי: k² = 5.5% ב‑128° Y‑X עבור SAW.
מקדם שבירה: nₒ = 2.286 ו‑nₑ = 2.203 @ 633nm. קבועים דיאלקטריים: ε₃₃ = 28, ε₁₁ = 84. טמפרטורת קירי: 1,142°C (קונגורואנטי) / 1,200°C (סטוכיומטרי).
פולריזציה מחזורית ליישומי PPLN
פולריזציה מחזורית בשדה חשמלי יוצרת גרטינגים מחזוריים של תחומים פרואלקטריים בקנה מידה מיקרוני, ובכך מאפשר התאמה קוואזי־פאזית (QPM) להמרה לא־לינארית יעילה. מצעי PPLN תומכים ב־SHG, SFG/DFG, OPO ו־SPDC בטווח מהאזור הנראה ועד לאינפרא־אדום האמצעי (350nm–5,500nm). מוצעים מבנים עם פולינג single-domain וזמינות פולינג מחזורי להתאמה לביצועי ההמרה הרצויים.
ניהול נזק פוטורפרקטיבי: CLN סטנדרטי מטפל בהספקים אופטיים בינוניים, בעוד שדרגות MgO-doped (5mol%) מעלות את סף הנזק מעבר ל- > MW/cm² — הבחירה הנכונה עבור SHG בעוצמה גבוהה בתחום הנראה ובקרוב לאינפרא-אדום, כאשר חייבים להימנע מעיוות פוטורפרקטיבי. אנו עוזרים לך לבחור את הדרגה המתאימה לרמת ההספק שלך.
התאמה אישית ואפשרויות הזמנה
ההתאמה האישית כוללת אפשרות blackened (מופחתת כימית) לשיפור פיזור המטען במודולטורים של EO. בחרו את הדרגות הנדרשות (CLN/SLN/MgO-doped 5mol%), חתכי/כיווני הגביש (למשל 128° Y-X, 64° Y-X ו־X/Y/Z cuts), ועובי המצע (300/500/1000μm) וקוטר (3″ (76.2mm), 4″ (100mm), 6″ (150mm)) כך שיתאימו לתכנון המכשיר שלכם.
האיכות והמשלוח נתמכים באימות מקיף של כל אצווה: XRC FWHM, ספקטרופוטומטריה אופטית, רפרקטומטריית prism-coupling (nₒ/nₑ ±0.001), SHG mapping, AFM, domain etching, מדידת טמפרטורת Curie ומדידת מקדם ה־EO (כולל r₃₃). האריזה אטומה בוואקום בתנאי Class 100 כדי לסייע בהגנה על איכות פני השטח במהלך המשלוח.
LiNbO₃ מול LiTaO₃: הבדלים מרכזיים
הבחירה בין LiNbO₃ לבין LiTaO₃ תלויה בביצועים הרצויים. <strong>LiNbO₃</strong> מתאים במיוחד לאלקטרו־אופטיקה, להמרת תדר לא־לינארית ול־SAW בעל צימוד גבוה. <strong>LiTaO₃</strong> מועדף עבור פילטרים ל־5G SAW יציבים בטמפרטורה ועבור חישה פירו־אלקטרית. שני סוגי המצע זמינים מ־GINECHIP.
ניובט ליתיום (LiNbO₃)
LiNbO₃ בולט עם מקדם האלקטרו־אופטי הגבוה ביותר r₃₃ = 30.8 pm/V, מה שהופך אותו למתאים במיוחד למודולטורים. אי־ליניאריות חזקה מאפשרת המרת תדר יעילה ב־PPLN, בעוד שהצימוד הגבוה ל־SAW k² = 5.5% ב־128° Y-X תומך במכשירי SAW בעלי ביצועים גבוהים. הבחירה הטובה ביותר לאלקטרו־אופטיקה, לאופטיקה לא־ליניארית ול־SAW.
טנטלט ליתיום (LiTaO₃)
LiTaO₃ מצטיין עם חיתוך 42° Y-X יציב תרמית עבור מסנני SAW של 5G, כאשר TCF ~ -35 ppm/°C מסייע בשמירה על ביצועים לאורך טווח טמפרטורות. בנוסף הוא מספק תגובה פירואלקטרית חזקה (2.3 × 10⁻⁸ C/cm²·K) לחישה בתחום ה־IR. הבחירה הטובה ביותר ל־SAW רגיש לטמפרטורה ולחיישנים פירואלקטריים.
מפרט טכני
| פרמטר | מפרט / ערכים |
|---|---|
| חומר | Congruent LiNbO₃ (CLN), Stoichiometric LiNbO₃ (SLN), MgO-doped (5mol%) |
| קוטר | 3″ (76.2mm), 4″ (100mm), 6″ (150mm) |
| כיוון גבישי | X-cut, Y-cut, Z-cut, 128° Y-X, 64° Y-X |
| עובי | 300μm, 500μm, 1000μm standard |
| ליטוש פני שטח | SSP, DSP, Optical-grade CMP, Ra < 0.5nm |
| מקדם אלקטרו-אופטי | r₃₃ = 30.8 pm/V, r₁₃ = 8.6 pm/V |
| צימוד פיאזואלקטרי | k² = 5.5% (128° Y-X for SAW) |
| מקדם שבירה | nₒ = 2.286, nₑ = 2.203 @ 633nm |
| טמפרטורת קירי | 1,142°C (congruent), 1,200°C (stoichiometric) |
| קבוע דיאלקטרי | ε₃₃ = 28, ε₁₁ = 84 |
| מבנה תחומים | Single-domain poled, periodic poling available |
| אפשרות מושחרת | Chemical reduction for charge dissipation in EO modulators |
| תמסורת אופטית | 350nm–5,500nm |
| אריזה | Conductive or standard, vacuum-sealed, Class 100 |
יישומים
מאפננים אלקטרו-אופטיים
מאפננים אלקטרו-אופטיים על בסיס ניאובט ליתיום הם עמוד השדרה של רשתות תקשורת סיבים אופטיים עולמיות. תוך שימוש באפקט האלקטרו-אופטי הליניארי (פוקלס) דרך מקדם r₃₃ (30.8 pm/V), אינטרפרומטרי LiNbO₃ מסוג מאך-צנדר מקודדים זרמי נתונים של 100+ Gbps על נושאי לייזר עם רוחב פס העולה על 40 GHz. פלטפורמות ניאובט ליתיום בשכבה דקה (TFLN) על מבודד דוחפות רוחבי פס אפנון מעבר ל-100 GHz עבור חיבורי מרכזי נתונים מהדור הבא.
מסנני SAW ו-BAW
LiNbO₃ בחיתוך 128° Y-X מספק מקדם צימוד אלקטרומכני גבוה (k² = 5.5%) ומקדם טמפרטורה מתון של תדר (TCF) הנדרשים למסנני גל אקוסטי-משטחי במודולי RF front-end של 4G/5G. מסנני SAW על LiNbO₃ מטפלים בפסי תדר מ-700 MHz עד 2.7 GHz עם שיפוע חד והפסד החדרה נמוך, ומאפשרים פעולה רב-פסית בו-זמנית בסמארטפונים מודרניים.
LiNbO₃ מקוטב מחזורית (PPLN)
קיטוב חשמלי מחזורי הופך את כיוון התחומים הפֶרוֹ-אלקטריים בסריגים מתחלפים בקנה מידה מיקרוני, ויוצר מבנה בתיאום-פאזה כמעט (QPM) להמרת תדר לא-ליניארית יעילה. PPLN מאפשר יצירת הרמוניה שנייה (SHG), יצירת תדר סכום/הפרש (SFG/DFG), תנודה פרמטרית אופטית (OPO) והמרה פרמטרית ספונטנית כלפי מטה (SPDC) על פני הספקטרום מהנראה עד תת-אדום בינוני (350nm–5,500nm).
פוטוניקה קוונטית
LiNbO₃ הוא פלטפורמה מתפתחת לפוטוניקה קוונטית משולבת. מוליכי גל מקוטבים מחזורית יוצרים זוגות פוטונים שזורים באמצעות SPDC בבהירות גבוהה ובטוהר ספקטרלי. האפקט האלקטרו-אופטי מאפשר מיתוג מהיר (GHz) וקונפיגורציה מחדש של מעגלים קוונטיים — חיוני להפצת מפתח קוונטי (QKD), דגימת בוזונים וארכיטקטורות מחשוב קוונטי אופטי ליניארי.
פוטוניקה משולבת (TFLN)
ניאובט ליתיום בשכבה דקה על מבודד (LNOI) — הנוצר על ידי חיתוך יונים (smart-cut) של LiNbO₃ חד-גבישי על מצע SiO₂/Si — מאפשר מוליכי גל אופטיים תת-מיקרוניים עם ניגודיות מקדם שבירה גבוהה מאוד (Δn ≈ 0.7). פלטפורמות TFLN מספקות רוחבי פס אפנון EO העולים על 100 GHz, יעילות המרה לא-ליניארית χ² גבוהה בסדרי גודל מזו של נפח, ואינטגרציה מלאה של מעגל פוטוני בגדלים של שבב.
מחקר אופטיקה לא-ליניארית
LiNbO₃'s exceptionally high second-order nonlinear susceptibility (d₃₃ ≈ 27 pm/V), wide transparency window, and availability in large optical-grade single crystals make it the preferred medium for university and industrial R&D in nonlinear optics, ultrafast optics, terahertz generation via optical rectification, and photorefractive holography.
מדידה ובקרת איכות
כל אצווה מאומתת באמצעות X-ray rocking curve (FWHM < 30 arcsec), ספקטרופוטומטריה אופטית (העברה 350nm–5,500nm, > 65%), רפרקטומטריית היצמדות בעזרת פריזמה (± 0.001), מיפוי SHG, מחוספסות פני שטח ב-AFM (Ra < 0.5nm), בדיקת חריטת דומיינים, מדידת טמפרטורת Curie ואימות מקדם האלקטרו־אופטי (r₃₃ > 28 pm/V). כך מובטחת עקביות בביצועי המצע המצופה עבור יישומי EO, אופטיקה לא־ליניארית ו-SAW.
מוכנים להתחיל?
פנו אל GINECHIP כדי לאתר מצעי LiNbO₃ שמתאימים לדרישות ה־EO, ה־SAW או הדרישות לאופטיקה לא־ליניארית שלכם, עם חיתוכים מותאמים, דופינג ויישום פולריזציה. אנו מלווים אתכם בהתאמת המפרט מהבחירה החומרית ועד לתוצאות מדידה מאומתות.