Niobato de litio (LiNbO₃, abreviado como LN) é un cristal artificial multifuncional e multiusos que integra un excelente efecto electro-óptico, acústico-óptico, elástico-óptico, piezoeléctrico, piroeléctrico, fotorefractivo e outras propiedades físicas. O cristal LN pertence ao sistema cristalino trigonal, con fase ferroeléctrica a temperatura ambiente, 3m grupo de puntos e R3c grupo espacial. En 1949, Matthias e Remeika sintetizaron un único cristal LN, e en 1965 Ballman fixo crecer con éxito un cristal LN de maior tamaño.

In anos 70 LN cOs cristais comezaron a utilizarse na preparación de interruptores Q electro-ópticos. Os cristais de LN teñen as vantaxes de que non teñen delicuescentes, baixa tensión de media onda, modulación lateral, electrodos fáciles de facer, uso e mantemento cómodos, etc., pero son propensos a cambios fotorrefractivos e teñen baixos limiares de dano láser. Ao mesmo tempo, a dificultade de preparar cristais de alta calidade óptica leva a unha calidade de cristal desigual. Por moito tempo,Os cristais LN teñen só se utilizou nalgúns baixos ou Sistemas láser de media potencia 1064 nm.

Para resolver o problema de fotorefractivo efecto, moito traballos have levada a cabo. Porque o cristal LN de uso comúnestá desenvolvido por proporción eutéctica da mesma composición de sólido-líquido estado, taquí hai defectos como vacantes de litio e antiniobio no cristal. É fácil axustar as propiedades do cristal cambiando a composición e dopando. En 1980,iso’s descubriu que aumentan os cristais de LN dopantes cun contido de magnesio superior ao 4,6 % molars o resistencia ao dano fotográfico en máis dunha orde de magnitude. Tamén se desenvolveron outros cristais de LN dopados antifotorrefractivos, como dopados con zinc, dopados con escandio, dopados con indio, dopados con hafnio, dopados con circonio., etc. Porque dopado LN ten mala calidade óptica, e a relación entre a fotorefracción e o dano do láser é a falta de investigación, posúe non foi moi utilizado.

Resolver os problemas existentes no crecemento de cristais LN de gran diámetro e de alta calidade óptica, investigadores desenvolveu un sistema de control informático en 2004, que resolveu mellor o problema do grave retraso no control durante o crecemento de grandes tamaños. LN. O nivel de control de igual diámetro mellorouse moito, o que supera o cambio repentino de diámetro causado polo mal control do proceso de crecemento do cristal e mellora moito a uniformidade óptica do cristal. A uniformidade óptica do 3 inch O cristal LN é mellor que 3×10⁻⁵ cm⁻¹.

En 2010, investigadors propuxo que o estrés no cristal LN é a principal razón da mala estabilidade da temperatura do LN Q-switch electro-óptico. A base do ordenador-controlado tecnoloxía de diámetro igual para cultivar cristal LN de alta calidade óptica, úsase un proceso especial de tratamento térmico para reducir o residuo do branco. En 2013,alguén propuxo que, como o estrés interno, tensión de suxeición externa ten mesmo efecto sobre ta estabilidade da temperatura da aplicación de conmutación Q electro-óptica do cristal LN. Desenvolvéronse un tecnoloxía de montaxe elástica para superar o problema de estrés externo causado pola tradicional suxeición ríxida, e esta técnica foi promovido e aplicado na serie de láseres de 1064 nm.

Ao mesmo tempo, porque o cristal LN ten ancho banda de transmisión de luz e gran coeficiente electro-óptico efectivo, pódese usar en sistemas láser de banda de ondas de infravermellos medios, como 2 μm e 2,28 μm.

Durante moito tempo, aínda que moito traballos have realizado en cristais de LN, aínda falta unha investigación sistemática sobre LN’s propiedades fotorrefractivas infravermellos, o limiar de dano intrínseco do láser e o mecanismo de influencia do dopaxe no limiar de dano. A aplicación de Q-switching electro-ópticode cristal LN trouxo moita confusión. Ao mesmo tempo, a composición dos cristais de LN é complexa e os tipos e cantidades de defectos son abundantes, o que resulta en diferentesce producidos por diferentes fornos, lotes diferentes, e mesmo partes diferentes do mesmo peza de cristal. Pode haber grandes diferenzas na calidade dos cristais. É difícil controlar a consistencia do rendemento dos dispositivos electro-ópticos Q-switched, o que tamén restrinxe a aplicación de Q-switch electro-óptico de cristais LN ata certo punto.

Célula LN Pockels de alta calidade feita por WISOPTIC