晶體材料中的常青樹
——鈮酸鋰晶體

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(yīng)用研究。南開大學(xué)是國內(nèi)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(lǐng)域?qū)Ω吖鈱W(xué)均勻性、高抗光損傷、高溫度適用性光學(xué)級鈮酸鋰晶體的需求，將鈮酸鋰晶體的光學(xué)均勻性提高了近2個數(shù)量級，發(fā)明了摻鎂鈮酸鋰晶體,將抗光損傷能力提高6個數(shù)量級以上，并實現(xiàn)了高光學(xué)質(zhì)量近化學(xué)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(xué)根據(jù)鈮酸鋰晶體中周期鐵電疇能有效地實現(xiàn)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(jié)構(gòu)發(fā)展出了多重準位相匹配理論。九十年代初發(fā)明了室溫極化技術(shù)，為鈮酸鋰超晶格實用化特別是在全固態(tài)激光器中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。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(xiàn)了芯片上糾纏光子高效產(chǎn)生和高速電光調(diào)制。

最近由山東大學(xué)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(xué)發(fā)展提供了新的平臺。利用各種微納加工技術(shù)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(xué)芯片，賦予了鈮酸鋰晶體全新的光學(xué)與聲學(xué)性質(zhì)。

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(xué)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(yīng)用現(xiàn)狀》，再現(xiàn)我國科研團隊在鈮酸鋰晶體實用化研究方面的杰出成果。