從上世紀70年代開始,我國科研人員就開始了鈮酸鋰晶體生長、缺陷、性能及其應用研究。南開大學是國內最早開展研究的單位之一,幾十年來,圍繞通訊、激光、國防等領域對高光學均勻性、高抗光損傷、高溫度適用性光學級鈮酸鋰晶體的需求,將鈮酸鋰晶體的光學均勻性提高了近2個數量級,發明了摻鎂鈮酸鋰晶體,將抗光損傷能力提高6個數量級以上,并實現了高光學質量近化學計量比鈮酸鋰晶體的實用化制備。
早在上世紀八十年代初,南京大學根據鈮酸鋰晶體中周期鐵電疇能有效地實現激光頻率變換,驗證了準相位匹配原理,提出了介電體超晶格的概念,并利用非周期結構發展出了多重準位相匹配理論。九十年代初發明了室溫極化技術,為鈮酸鋰超晶格實用化特別是在全固態激光器中的應用奠定了基礎。2014年他們首次展示了基于鈮酸鋰超晶格集成光子芯片,實現了芯片上糾纏光子高效產生和高速電光調制。
最近由山東大學和山東晶正電子科技公司研制的薄膜鈮酸鋰晶片(LNOI),為集成光學發展提供了新的平臺。利用各種微納加工技術在鈮酸鋰薄膜表面制備出了各種不同功能的鈮酸鋰薄膜光電子、聲電子器件和集成光子學芯片,賦予了鈮酸鋰晶體全新的光學與聲學性質。
幾十年來在全國眾多研究單位和研究人員的共同努力下,使得我國鈮酸鋰晶體的研究無論是體塊材料還是薄膜材料,無論是器件研究還是芯片研究,在國際上都占有舉足輕重的地位,很多人已將鈮酸鋰晶體稱為“光學硅”,成為晶體材料森林中的一棵“常青樹”。
本期封面圖片來自綜述論文《鈮酸鋰晶體及其應用現狀》,再現我國科研團隊在鈮酸鋰晶體實用化研究方面的杰出成果。