Lithiwm niobate (LiNbO₃, wedi'i dalfyrru fel LN) yn grisial artiffisial aml-swyddogaethol ac amlbwrpas sydd yn integreiddio effaith electro-optig, acousto-optig, elastig-optig, piezoelectric, pyroelectric, ffotorefractive ac eiddo ffisegol eraill rhagorol. Mae grisial LN yn perthyn i'r system grisial trigonal, gyda chyfnod ferroelectric ar dymheredd yr ystafell, 3m grŵp pwyntiau, a R3c grŵp gofod. Ym 1949, syntheseiddiodd Matthias a Remeika grisial sengl LN, ac ym 1965 tyfodd Ballman grisial LN maint mwy o faint.

In 1970au LN cdechreuwyd defnyddio rystals wrth baratoi switshis Q electro-optig. Mae gan grisialau LN fanteision dim deliquescent, foltedd hanner ton isel, modiwleiddio ochrol, electrodau hawdd eu gwneud, defnydd a chynnal a chadw cyfleus, ac ati, ond maent yn dueddol o gael newidiadau ffotorefractive ac mae ganddynt drothwyon difrod laser isel. Ar yr un pryd, mae'r anhawster o baratoi crisialau o ansawdd optegol uchel yn arwain at ansawdd grisial anwastad. Am amser hir,Mae gan grisialau LN dim ond mewn rhai isel neu systemau laser pŵer canolig 1064 nm.

Er mwyn datrys y problem o ffotorefractive effaith, llawer o waiths have wedi ei gyflawni. Oherwydd bod y grisial LN a ddefnyddir yn gyffredinyn cael ei ddatblygu gan cymhareb eutectig o'r un cyfansoddiad o solid-hylif wladwriaeth, tdyma ddiffygion fel swyddi gwag lithiwm a gwrth-niobium yn y grisial. Mae'n hawdd addasu'r priodweddau crisial trwy newid y cyfansoddiad a'r dopio. Yn 1980,it’s canfu fod dopio crisialau LN sydd â chynnwys magnesiwm o fwy na 4.6 mol% yn cynyddus y ymwrthedd i ddifrod llun gan fwy nag un gorchymyn maint. Mae crisialau LN gwrth-ffotorefractive eraill wedi'u datblygu hefyd, megis dop sinc, dop scandiwm, dop indium, dop hafniwm, dop zirconiwm., ac ati. Oherwydd doped Mae gan LN ansawdd optegol gwael, a’r berthynas rhwng ffotorefraction a difrod laser yw diffyg ymchwil, mae wedi heb ei ddefnyddio'n helaeth.

I ddatrys y problemau sy'n bodoli yn nhwf crisialau LN o ddiamedr mawr, o ansawdd uchel, o ansawdd uchel, ymchwilwyr datblygu system reoli gyfrifiadurol yn 2004, a ddatrysodd yn well y broblem o oedi difrifol mewn rheolaeth yn ystod twf maint mawr LN. Mae lefel y rheolaeth diamedr cyfartal wedi'i gwella'n fawr, sy'n goresgyn y newid sydyn mewn diamedr a achosir gan reolaeth wael ar y broses twf grisial, ac sy'n gwella unffurfiaeth optegol y grisial yn fawr. Unffurfiaeth optegol y 3 ynch Mae grisial LN yn well na 3 × 10⁻⁵ cm⁻¹.

Yn 2010, ymchwilyddCynigiodd mai'r straen yn y grisial LN yw'r prif reswm dros sefydlogrwydd tymheredd gwael y LN switsh-Q electro-optegol. Ar sail y cyfrifiadur-controled technoleg diamedr cyfartal i dyfu grisial LN o ansawdd optegol uchel, defnyddir proses trin gwres arbennig i leihau gweddilliol y gwag. Yn 2013,rhywun cynnig hynny, fel y straen mewnol, y straen clampio allanol wedi yr un peth effaith ar tsefydlogrwydd tymheredd cymhwysiad Q-switsh electro-optig y grisial LN. Fe wnaethant ddatblygu an technoleg cydosod elastig i oresgyn y broblem straen allanol a achosir gan y clampio anhyblyg traddodiadol, a y dechneg hon wedi'i hyrwyddo a'i gymhwyso yn y gyfres 1064 nm o laserau.

Ar yr un pryd, oherwydd bod gan y grisial LN llydan band trosglwyddo ysgafn a chyfernod electro-optig mawr effeithiol, gellir ei ddefnyddio mewn systemau laser band tonnau is-goch canol, fel 2 μm a 2.28 μm.

Am amser hir, er llawer o waiths have wedi'i gynnal ar grisialau LN, mae diffyg ymchwil systematig o hyd LN’s priodweddau ffotorefractive is-goch, y trothwy difrod laser cynhenid, a mecanwaith dylanwadu dopio ar y trothwy difrod. Cymhwyso switsh-Q electro-optegolo grisial LN wedi dod â llawer o ddryswch. Ar yr un pryd, mae cyfansoddiad crisialau LN yn gymhleth, ac mae'r mathau a'r meintiau o ddiffygion yn doreithiog, gan arwain at wahanolce a gynhyrchir gan wahanol ffwrneisi, sypiau gwahanol, a hyd yn oed gwahanol rannau o'r un peth darn o grisial. Efallai y bydd gwahaniaethau mawr yn ansawdd y crisialau. Mae'n anodd rheoli cysondeb perfformiad dyfeisiau switsh Q electro-optig, sydd hefyd yn cyfyngu ar gymhwyso switsh Q-electro-optig o grisialau LN i raddau.

Cell LN Pockels o ansawdd uchel wedi'i gwneud gan WISOPTIC