Просмотр статьи


Номер журнала: 2009.3

Заголовок статьи: Зависимость показателей преломления ниобата лития от химического состава кристалла

Резюме

Рассмотрены известные экспериментальные данные о показателях преломления ниобата лития в зависимости от стехиометрии кристалла. Установлено, что необыкновенный и обыкновенный показатели преломления ниобата лития пропорциональны параметру k = Li/(Li + Nb), описывающему химический состава нестехиометрических кристаллов. Предложен метод прецизионного картирования распределения параметра k по площади пластин ниобата лития.

Авторы

В. В. Атучин

Библиография

1. Weis R.S., Gaylord T.K. Lithium niobate: Summary of physical properties and crystal structure // Appl. Phys. A 1985. V. 37. P. 191 – 203.
2. Bergman J.G., Ashkin A., Ballman A.A., Dziedzic J.M., Levinstein H.J., Smith R.G. Curie tem-perature, birefringence, and phase-matching temperature variations in LiNbO3 as a function of melt stoichiometry // Appl. Phys. Lett. 1968. V. 12. № 3. P. 92 – 94.
3. Lerner P., Legras C., Dumas J.P. Stoechiométrie des monocristaux de métaniobate de lithium // J. Cryst. Growth 1968. V. 3. № 4. P. 231 – 235.
4. Carruthers J.R., Peterson G.E., Grasso M., Bridenbaugh P.M. Nonstoichiometry and crystal growth of lithium niobate // J. Appl. Phys. 1971. V. 42. № 5. P. 1846 – 1851.
5. Палатников М.П., Сидоров Н.В., Стефанович С.Ю., Калинников В.Т. Совершенство кри-сталлической структуры и особенности характера образования ниобата лития // Неорг. Материалы 1998. Т. 34. № 8. С. 903 – 910.
6. Abrahams S.C., Marsh P. Defect structure dependence on composition in lithium niobate // Acta Cryst. B 1986. V. 42, № 1. P. 61 – 68.
7. Палатников М.П., Сидоров Н.В., Скиба В.И., Макаров Д.В., Бирюкова И.В., Серебряков Ю.А., Кравченко О.Э., Балабанов Ю.И., Калинников В.Т. Температура Кюри и дефектная структура ниобата лития различного химического состава // Неорг. Материалы 2000. Т. 36. № 5. С. 593 – 598.
8. Xue Dongfeng, Kitamura Kenji. Compositional dependence of cationic displacements in lithium niobate and lithium tantalate crystals // J. Phys. Chem. Solids 2005. V. 66. P. 585 – 588.
9. Abdi F., Fontana M.D., Aillerie M., Bourson P. Coexistance of Li and Nb vacancies in the de-fect structure of pure LiNbO3 and its relationship to optical properties // Appl. Phys. A 2006. V. 83. № 3. P. 427 – 434.
10. Kovács L., Polgár K. Density measurements on LiNbO3 crystals confirming Nb substitution for Li // Cryst. Res. Technol. 1986. V. 21. № 6. P. K101 – K104.
11. Gallagher P.K., O’Bryan H.M. Characterization of LiNbO3 by dilatometry and DTA // J. Am. Ceram. Soc. 1985. V. 68. № 3. P. 147 – 150.
12. Abdi F., Aillerie M., Bourson P., Fontana M.D., Polgar K. Electro-optic properties in pure LiNbO3 crystals from the congruent to the stoichiometric composition // J. Appl. Phys. 1998. V. 84. № 4. P. 2251 – 2254.
13. Gopalan V., Mitchell T.E., Furukawa Y., Kitamura K. The role of nonstoichiometry in 180 domain switching of LiNbO3 crystals // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 72. № 16. P. 1981 – 1983.
14. Сидоров Н.В., Палатников М.П., Серебряков Ю.А., Лебедева Е.Л., Калинников В.Т. Осо-бенности структуры, свойства и спектры комбинационного рассеяния света кристаллов ниобата лития различного химического состава // Неорг. Материалы 1997. Т. 33. № 4. С. 496 – 506.
15. Jeon Oc-Yeub, Kim Hong-Ki, Kim Tae-Hoon, Ro Ji-Hyun, Cha Myoungsik. Nonlinear optical properties of congruent and Li-compensated LiNbO3 crystals // J. Korean Phys. Soc. 2001. V. 38. № 2. P. 138 – 141.
16. Kovács L., Szalay V., Capelletti R. Stoichiometry dependence of the OH absorption band in LiNbO3 crystals // Solid State Commun. 1984. V. 52. № 12. P. 1029 – 1031.
17. Földvári I., Polgár K., Voszka R., Balasanyan R.N. A simple method to determine the real com-position of LiNbO3 crystals // Cryst. Res. Technol. 1984. V. 19. № 12. P. 1659 – 1661.
18. Kovách L., Ruschhaupt G., Polgár K., Corradi G., Wöhlecke M. Composition dependence of the ultraviolet absorption edge in lithium niobate // Appl. Phys. Lett. 1997. V. 70. № 21. P. 2801 – 2803.
19. Herrmann H., Schafer K., Schmidt Ch. Low-loss tunable integrated acoustooptical wavelength filter in LiNbO3 with strong sidelobe suppression // IEEE Photon. Technol. Lett. 1998. V. 10. P. 120 – 122.
20. Nakazawa T., Taniguchi S., Seino M. Ti:LiNbO3 acousto-optic tunable filter (AOTF) // FUJITSU Sci. Tach. J. 1999. V. 35. № 1. P. 107 – 112.
21. Tadanaga Osamu, Yanagawa Tsutomu, Nishida Yoshiki, Miyazawa Hiroshi, Magari Katsuaki, Asobe Masaki, Suzuki Hiroyuki. Efficient 3-μm difference frequency generation using direct-bonded quasi-phase-matched LiNbO3 ridge waveguides // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. 061101.
22. Richter Dirk, Weibring Petter, Fried Alan, Tadanaga Osamu, Nishida Yoshiki, Asobe Masaki, Suzuki Hiroyuki. High-power, tunable difference frequency generation source for absorption spectroscopy based on a ridge waveguide periodically poled lithium niobate crystal // Optics Express 2007. V. 15. № 2. P. 564 – 571.
23. Kakio Shoji, Uotani Shinji, Nakagawa Yasuhiko, Hara Takefumi, Ito Hiromasa, Kobayashi Tet-suya, Watanabe Masayuki. Improvement of diffraction properties in waveguide-type acoustoop-tic modulator driven by surface acoustic wave // Jpn. J. Appl. Phys. 2007. V. 46. № 2. P. 669 – 674.
24. Crystal Technology, Inc., www.crystaltechnology.com.
25. Chen Y.-L., Xu J.-J., Zhang X.-Z., Kong Y.-F., Chen X.-J., Zhang G.-Y. Ferroelectric domain inversion in near-stoichiometric lithium niobate for high efficiency blue light generation // Appl. Phys. A 2002. V. 74. № 2. P. 187 – 190.
26. Furukawa Yasunori, Sato Masayoshi, Kitamura Kenji, Nitanda Fumio. Growth and characteriza-tion of off-congruent LiNbO3 single crystals grown by the double crucible method // J. Cryst. Growth 1993. V. 128. P. 909 – 914.
27. Gao L., Wang J.Y., Liu H., Hu X.B., Yao S.H., Wu J.B., Qin X.Y., Boughton R.I. Inhomogene-ity of composition in near-stoichiometric LiNbO3 single crystal grown from Li rich melt // Cryst. Res. Technol. 2006. V. 41. № 4. P. 332 – 336.
28. Chen Y.L., Wen J.P., Kong Y.F., Chen S.L., Zhang W.L., Xu J.J., Zhang G.Y. Effect of Li dif-fusion on the composition of LiNbO3 at high temperature // J. Cryst. Growth 2002. V. 242. P. 400 – 404.
29. Chen Yunlin, Xu Jingjun, Kong Yongfa, Chen Shaolin, Zhang Guangyin, Wen Jianping. Effect of Li diffusion on the domain inversion of LiNbO3 prepared by vapor transport equilibration // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81. № 4. P. 700 – 702.
30. Zhang De-Long, Zhuang Yu-Ran, Hua Ping-Rang, Pun E.Y.B. Simulation of Ti diffusion into LiNbO3 in Li-rich atmosphere // J. Appl. Phys. 2007. V. 101. 013101.
31. Polgár K., Péter Á., Földvári I. Crystal growth and stoichiometry of LiNbO3 prepared by the flux method // Opt. Mater. 2002. V. 19. № 1. P. 7 – 11.
32. Sun D.L., Hang Y., Zhang L.H., Luo G.Z., Zhu S.N., Lim P.K., Hung W.W. Growth of near-stoichiometric LiNbO3 crystals and Li2O contents determination // Cryst. Res. Technol. 2004. V. 39. № 6. P. 511 – 515.
33. Lu Baoliang, Xu Jiayue, Li Xinhua, Qian Guoxin, Xia Zongren. Bottom seeded solution growth of near-stoichiometric LiNbO3 single crystals // J. Alloys Compd. 2008. V. 449. № 1 – 2. P. 224 – 227.
34. Paturzo Melania, Ferraro Pietro, Grilli Simonetta, Alfieri Domenico, Natale Paolo, de Angelis Marella, Finizio Andrea, De Nicola Sergio, Pierattini Giovanni, Caccavale Federico, Callejo David, Morbiato Alessandro. On the origin of internal field in lithium niobate crystals directly observed by digital holography // Optics Express 2005. V. 13. № 14. P. 5416 – 5423.
35. Holmes R.J., Smyth D.M. Titanium diffusion into LiNbO3 as a function of stoichiometry // J. Appl. Phys. 1984. V. 55. № 10. P. 3531 – 3535.
36. Атучин В.В., Зилинг К.К. Влияние состава кристаллов на параметры оптических волно-водов LiNbO3:Ti и LiTaO3:Ti // Журнал техн. физики 1990. Т. 60. № 4. С. 146 – 149.
37. Atuchin V.V., Ziling C.C., Shipilova D.P., Beizel N.F. Crystallographic, ferroelectric and opti-cal properties of TiO2-doped LiNbO3 crystals // Ferroelectrics 1989. V. 100. № 1. P. 261 – 269.
38. Fernández-Ruiz R., Bermúdez V. Determination of Li and Nb in congruent lithium niobate by ICP-MS // Chem. Mater. 2004. V. 16. № 19. P. 3593 – 3596.
39. Schmidt N., Betzler K., Grabmaier B.C. Composition dependence of the second-harmonic phase-matching temperature in LiNbO3 // Appl. Phys. Lett. 1991. V. 58. № 1. p. 34 – 35.
40. Хасанов Т. Способ точного определения оптических постоянных одноосных кристаллов из параметров компенсатора // Опт. и спектр. 2007. Т. 102. № 1. С. 138 – 141.
41. Schlarb U., Betzler K. Refractive indices of lithium niobate as a function of wavelength and composition // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. № 7. P. 3472 – 3476.
42. Schlarb U., Betzler K. Refractive indices of lithium niobate as a function of temperature, wave-length and composition: A general fit // Phys. Rev. 1993. V. 48. № 21. P. 15613 – 15620.
43. Nelson D.F., Mikulyak R.M. Refractive indices of congruently melting lithium niobate // J. Appl. Phys. 1974. V. 45. № 8. P. 3688 – 3689.
44. Smith D.S., Riccius H.D., Edwin R.P. Refractive indices of lithium niobate // Opt. Commun. 1976. V. 17. № 3. P. 332 – 335.
45. Silva W.J., Bulmer C.H. Compositional effects on lithium niobate substrates // Proc. SPIE 1985. V. 578. P. 19 – 21.
46. Peterson G.E., Lunt S.R., Holmes R.J., Kim Y.S. Refractive index measurements of lithium ni-obate integrated optical substrates by total internal reflection // Proc. SPIE 1985. V. 578. P. 31 – 38.
47. Jundt Dieter H., Fejer Martin M., Byer Robert L. Optical properties of lithium-rich lithium nio-bate fabricated by vapor transport equilibration // IEEE J. Quant. Elect. 1990. V. 26. № 1. P. 135 – 138.
48. Schlarb U., Betzler K. Interferometric measurement of refractive indices of LiNbO3 // Ferroelec-trics 1992. V. 126. P. 39 – 44. Priv. commun. of Prof. K. Betzler.
49. Zelmon David E., Small David L., Jundt Dieter. Infrared corrected Sellmeier coefficients for congruently grown lithium niobate and 5 mol. % magnesium oxide-doped lithium niobate // J. Opt. Soc. Am. B 1997. V. 14. № 12. P. 3319 – 3322.
50. Bordui P.F., Norwood R.G., Bird C.D., Calvert G.D. Compositional uniformity in growth and poling of large-diameter lithium niobate crystals // J. Cryst. Growth 1991. V. 113. № 1 – 2. P. 61 – 68.
51. Атучин В.В. Зависимость показателей преломления LiTaO3 от состава кристалла // Опти-ка и спектроскопия 1989. Т. 67. № 6. С. 1309 – 1312.

Ключевые слова

ниобат лития, двулучепреломление, оптический компенсатор.

Скачать полный текст