• 제목/요약/키워드: Lithium niobate ($LiNbO_3$)

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Lithium niobate 단결정의 첨가 이온$(Zn^{2+},;Mg^{2+})$에 따른 광손상 특성에 관한 연구 (On the photorefractive resistance characteristics of lithium niobate single crystals with doping)

  • 김기현;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.10-17
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    • 1998
  • Lithium Niobate($LiNbO_3$) 단결정 소재의 광손상에 대한 저항성을 향상시키는 첨가이온으로 잘 알려져 있는 $Mg^{2+}$$Zn^{2+}$ 이온을 첨가하여 육성한 단결정들의 특성을 비교 분석하였다. 특히 고강도 laser 광의 조사시에 더욱 우수한 특성을 보이는 것으로 알려진 $Zn^{2+}$이온의 첨가량에 따른 광학적 특성 및 전기적 특성의 변화를 측정하여 광손상 저항성을 평가하였으며, 고강도 laser 기기에의 응용 가능성을 고찰하였다.

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Lithium Niobate (LiNbO3) Photonic Electric-Field Sensors

  • Jung, Hongsik
    • 센서학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.194-213
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    • 2022
  • This study comprehensively reviewed four types of integrated-optic electric-field sensors based on titanium diffused lithium-niobate waveguides: symmetric and asymmetric Mach-Zehnder interferometers, 1×2 directional couplers, and Y-fed balanced-bridge Mach-Zehnder interferometers. First, we briefly explain the crystal properties and electro-optic effect of lithium niobate and the waveguide fabrication process. We theoretically analyzed the key parameters and operating principles of each sensor and antennas. We also describe and compare the design, simulation, implementation, and performance tests: dc and ac characteristics, frequency response, dynamic range, and sensitivity. The experimental results revealed that the sensitivity of the sensor based on the Y-fed balanced bridge Mach-Zehnder interferometer (YBB-MZI) was higher than that of the other types of sensors.

$K_2O$를 첨가한 융액으로부터 성장시킨 Lithium Niobate 단결정의 특성 (Characterizations of lithium niobate single crystals grown from melt with $K_2O$)

  • 김상수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.525-531
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    • 1998
  • Czochralski법으로 congruent(48.6mol% $Li_2O$)한 조성의 $LiNbO_3$와 congruent한 조성에 Fe2O3를 0.05mol%, congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt%, congruent한 조성에$K_2O$$Fe_2O_3$를 각각 6wt%, 0.05mol% 첨가한 융액으로부터 $LiNbO_3$ 단결정을 c-축 방향으로 성장시켰다. 성장된 결정들은 편광 현미경과 Laue법에 의해 축을 결정한 후 절단하여 연마하였다. 시료들은 상온에서 XRD pattern을 측정하고 상온~$1230^{\circ}C$의 온도영역과 100Hz~13MHz의 주파수영역에서 유전율을 측정하였으며 상온에서 결정내 $Fe^{3+}$ 이온에 대한 ESR 스펙트럼과 UV-VIS, IR영역에서의 투과율을 측정하였다. Congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt% 첨가한 융액으로부터 성장시킨 결정의 상온에서의 XRD pattern은 congruent한 조성의 결정과 거의 같으며 상전이온도(Tc)는 증가하고 $Fe^{3+}$을 첨가하면 ESR 스펙트럼은 세기가 증가하며 lineshape가 거의 대칭적으로 되고 선폭도 훨씬 줄어든다. 또 UV-스펙트럼의 흡수단은 단파장쪽으로 이동하며 OH- 이온에 대한 IR-흡수 스펙트럼은 2886nm 성분 스펙트럼이 현저하게 증가한다. 이 결과에 의하면 congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt% 첨가한 융액으로부터 성장시킨 결정은 결정 내의 [Li]/[Nb]비가 1에 가까운 거의(nearly) stoichiometric한 결정이 되었음을 알수 있다.

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이중 첨가된 $LiNbO_3$ 결정을 이용한 홀로그램 기록 (Holographic recording in doubly doped lithium niobate crystals)

  • 임기수
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.52-53
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    • 2000
  • 광굴절 단결정을 이용한 홀로그램 저장은 일반적으로 Fe 흑은 Ce 과 같이 한 가지 종류의 이온이 첨가된 재료를 사용해왔다. 그러나 저장된 홀로그램 정보를 재생할때 지워지지 않도록 정착화를 위해 사용된 열이나 전기장 대신 자외선을 이용한 방법이 최근에 시도되고 있다$^{(1)}$ . 이 방법은 모든 것을 광으로 처리할 수 있는 장점이 있으나 2광자 기록방법$^{(2)}$ 과는 달리 두 가지 종류의 이온 첨가물이 필요하므로 전하의 이동이나 트랩과정이 더욱 복잡할 수밖에 없다. 특히 LiNbO$_3$ 재료는 photovoltaic 특성이 매우 강하여 다른 광굴절 재료와 구별된다. congruent Mn,Fe:LiNbO$_3$에 대한 실험 결과[1]와 stoichiometric LiNbO$_3$에서의 작은 polaron과 쌍 polaron에 의한 기록과 재생실험결과$^{(3)}$ 의 발표는 있으나 2중 첨가물의 LiNbO$_3$에 대한 이론적 접근은 아직 알려진 바 없다. 본 연구에서는 Mn,Ce:LiNbO$_3$와 Fe,W:LiNbO$_3$에서의 홀로그램 기록특성을 연구하였고 photovoltaic 효과를 고려한 홀로그램의 형성과 소멸과정에 대한 수치해석을 이용하여 결과의 설명을 시도하였다. (중략)

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급격히 꺾인 Taper를 갖는 Traveling-wave Coplanar Waveguide형 $LiNbO_34$전기광학변조기 전송선로의 전기적 특성 (Electrical Properties of Traveling-wave Coplanar Waveguide Transmission Line with a Abruptly broken Input-Output-taper for $LiNbO_3$Optical Modulator Electrode)

  • 정운조;김성구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.1051-1057
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    • 2000
  • A traveling-wave CPW(coplanar waveguide) electrode with abruptly broken input/output-taper for LiNbO$_3$optical modulator was designed and fabricated. The electrical characteristics of traveling-wave electrode on z-cut LiNbO$_3$crystal with SiO$_2$buffer layers were measured by network analyzer. To confirm the possibility of the electro-optic modulator electrode, detailed calculations of the impedance, microwave effective index and attenuation constants are presented as a function of the microwave electrode thickness, but the buffer layer thickness is fixed as 1${\mu}{\textrm}{m}$. These characteristics are discussed from the viewpoint of the device optimization and are expected to be design guides for the LiNbO$_3$modulator’s electrodes.

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Czochralski법에 의해 육성된 lithium niobate 단결정의 결함구조 (Defect structure of lithium niobate single crystals grown by the Czochralski method)

  • 김기현;고정민;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.620-626
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    • 1996
  • 자체 제작한 고주파 유도 가열 Czochralski 장치를 이용하여 조화용융조성(congruently melting composition)의 undoped 및 MgO.doped 단결정을 육성하였다. 최적육성조건을 확립하였으며, 보상가열전압조정방식을 이용하여 약 ${\pm}5\;%$ 이내의 범위로 직경제어하는데 성공하였다. 또한, 첨가된 $Mg^{2+}$ 이온이 ferroelectric domain 형성에 미치는 영향을 전자현미경(SEM)등으로 분석하였다.

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LPE법에 의한 ZnO co-doped Er :$ LiNbO_3$, 박막의 성장 및 구조적 특성 (Growth and structural properties of ZnO co-doped Er :$ LiNbO_3$ thin films by liquid phase epitaxy method)

  • 심장보;전원남;윤석규;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.27-30
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    • 2002
  • Liquid phase epitaxy(LPE)법을 이용하여 ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$, 단결정 박막을 $LiNbO_3$ (001) 기판 위에 성장시켰다. ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$박막 성장의 초기 융액은 첨가제 $Er_2O_3$ 농도를 1 mol%로 고정시키고 ZnO 농도를 3,5 mol%로 조절하였다. ZnO co-doped Er :$LiNbO_3$박막의 결정성은 $LiNbO_3$ 기판보다 더 우수하였다. ZnO 5mol% 첨가한 경우 박막의 표면에는 수직한 방향과 평행한 방향으로 모두 압축응력이 작용하고 있었다. 또한 ZnO 3mol% 첨가된 Er :$LiNbO_3$박막의 표면은 원래의 $LiNbO_3$기판보다 더 평탄하였다

$Ti:LiNbO_3$ 도파로 제작을 위한 열처리 과정 동안 강유전 도메인 특성에 미치는 영향 (Ferroelectric domain inversion in $LiNbO_3$ crystal plate during heat treatment for Ti in-diffusion)

  • 양우석;이형만;권순우;김우경;이한영;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.124-127
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    • 2005
  • [ $Ti:LiNbO_3$ ], 광도파로 제작을 위해 큐리온도$(T_c)$ 아래에서 백금박스 내에서 알곤 과 산소 분위기 내에서 열처리 과정 동안 기판 표면의 강유전 도메인 특성 변화를 관찰하였다. 열처리 된 $LiNbO_3$ 기판의 +Z면의 경우 전체적으로 약 $1.6{\mu}m$ 두께로 도메인 반전이 이루어 졌으며, 표면에서 etch hillock이 관찰되었다. $LiNbO_3$ 결정 표면의 Li 이온이 외부로 확산 되는 영향을 감소시킬 수 있는 환경에 있는 기판 면에서 하나의 도메인이 관찰되었으며, 이때 결정 표면에서의 식각특성, 결정성 및 양이온 분포변화에 관하여 X-선 회절, AFM 및 SIMS를 이용하여 분석하였다.

Growth and Characterization of $K_3LiNb_6O_{17}$ Single Crystals

  • Tae Hoon Kim;Seong Hyun Kim;Min Su Jang;Jung Nam Kim;Ji Hyun Ro
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제6권3호
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    • pp.272-275
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    • 2000
  • Starting from the stoichiometric composition of $K_2$CO$_3$: Li$_2$CO$_3$: Nb$_2$O$_5$=3 : 2 : 5 with the mole ratio, $K_3$LiNb$_6$O$_17$ 17/ single crystals were grown using the Czochralski method. Although the starting melt composition corresponds to the $K_3$Li$_2$Nb$_5$O$_15$ crystals, the chemical composition of the as grown crystals appears to be $K_2.95$Li$_1.33$Nb$_6.17$O$_17$ or $K_2.60$Li$_1.17$Nb$_{5.44}$ 5.44/O$_{15}$ which relatively contain fewer Li ions than $K_3$Li$_2$Nb$_5$O$_15$ crystals. We investigated the influence of the deficiency of the Li ions in the tetragonal tungsten bronze structure through the measurements of DE loop, temperature dependent dielectric constant, differential thermal analysis and temperature dependent X-ray diffraction pattern.

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