5G/6G संचार प्रणालियों के लिए Mg-डोप्ड LiNbO₃इनगोट 45°Z-कट 64°Y-कट अभिविन्यास

संक्षिप्त वर्णन:

LiNbO3 पिंड (लिथियम नियोबेट क्रिस्टल पिंड) उन्नत ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स और क्वांटम प्रौद्योगिकियों में एक आधारशिला पदार्थ है, जो अपने असाधारण इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक (γ₃₃= 30.9 pm/V), विस्तृत पारदर्शिता रेंज (400–5,200 nm), और उच्च क्यूरी तापमान (1210°C) के लिए प्रसिद्ध है। पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित पदार्थों के विपरीत, LiNbO3 पिंड उच्च-आवृत्ति सिग्नल प्रोसेसिंग और बड़े-अपर्चर वेवगाइड निर्माण को सक्षम बनाते हैं, जिससे ये 5G/6G संचार, क्वांटम फोटोनिक्स और औद्योगिक संवेदन के लिए अपरिहार्य हो जाते हैं। विषमांगी एकीकरण (जैसे, Si-आधारित मिश्रित वेफर्स) और दोष शमन (जैसे, Mg डोपिंग) में हालिया प्रगति ने उच्च-तापमान (>400°C) सेंसर और विकिरण-कठोर एयरोस्पेस प्रणालियों जैसे चरम वातावरणों में इसकी प्रयोज्यता का और विस्तार किया है।

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विशेषताएँ

तकनीकी मापदंड

क्रिस्टल की संरचना	षट्कोणीय
लैटिस कॉन्सटेंट	ए = 5.154 Å सी = 13.783 Å
Mp	1650 डिग्री सेल्सियस
घनत्व	7.45 ग्राम / सेमी3
क्यूरी तापमान	610 डिग्री सेल्सियस
कठोरता	5.5 - 6 मोह्स
थर्मल विस्तार गुणांक	आ = 1.61 x 10 -6 / के एसी = 4.1 x 10 -6 / के
प्रतिरोधकता	1015 डब्ल्यूएम
पारगम्यता	ईएस11 / ई0: 39 ~ 43 ईएस33 / ई0: 42 ~ 43 ईटी11 / ई0: 51 ~ 54 ईटी11 / ई0: 43 ~ 46
रंग	रंगहीन
विभिन्न प्रकार के माध्यम से	0.4 ~ 5.0 माइक्रोन
अपवर्तन की अनुक्रमणिका	नहीं = 2.176 एनई = 2.180 @ 633 एनएम

प्रमुख तकनीकी विशेषताएँ

LiNbO3 पिंड उत्कृष्ट गुणों का एक समूह प्रदर्शित करता है:

1. इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रदर्शन:

उच्च नॉनलाइनियर गुणांक: d₃₃= 34.4 pm/V, जो ट्यूनेबल इन्फ्रारेड स्रोतों के लिए कुशल द्वितीय हार्मोनिक पीढ़ी (SHG) और ऑप्टिकल पैरामीट्रिक दोलन (OPO) को सक्षम बनाता है।

ब्रॉडबैंड ट्रांसमिशन: दृश्यमान स्पेक्ट्रम में न्यूनतम अवशोषण (α < 0.1 dB/cm 1550 nm पर), C-बैंड ऑप्टिकल एम्पलीफायरों और क्वांटम आवृत्ति रूपांतरण के लिए महत्वपूर्ण।

2. यांत्रिक एवं तापीय मजबूती:

कम तापीय विस्तार: CTE = 14.4×10⁻⁶/K (a-अक्ष), हाइब्रिड फोटोनिक सर्किट में सिलिकॉन सबस्ट्रेट्स के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।

उच्च पीजोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया: g₃₃> 20 mV/m, 5G mmWave प्रणालियों में सतह ध्वनिक तरंग (SAW) फिल्टर के लिए आदर्श।

3. दोष नियंत्रण:

माइक्रोपाइप घनत्व: <0.1 सेमी⁻² (8-इंच सिल्लियां), सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे विवर्तन के माध्यम से मान्य।

विकिरण प्रतिरोध: 100 kV/सेमी विद्युत क्षेत्र के अंतर्गत न्यूनतम जाली विरूपण, एयरोस्पेस-ग्रेड परीक्षण में मान्य।

रणनीतिक अनुप्रयोग

LiNbO3 पिंड अत्याधुनिक क्षेत्रों में नवाचार को बढ़ावा देता है:

1. क्वांटम फोटोनिक्स:

एकल-फोटॉन स्रोत: गैर-रेखीय डाउन-रूपांतरण का लाभ उठाते हुए, LiNbO3 क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) प्रणालियों के लिए उलझे हुए फोटॉन युग्म निर्माण को सक्षम बनाता है।

क्वांटम मेमोरी: Er³⁺-डोप्ड फाइबर के साथ एकीकरण 1530 एनएम पर 30% भंडारण दक्षता प्राप्त करता है, जो लंबी दूरी के क्वांटम नेटवर्क के लिए महत्वपूर्ण है।

2. ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम:

उच्च गति मॉड्यूलेटर: X-कट LiNbO3 <1 dB प्रविष्टि हानि के साथ 40 GHz बैंडविड्थ प्राप्त करता है, जो 400G ऑप्टिकल ट्रांसीवर में LiTaO3 से बेहतर प्रदर्शन करता है।

लेजर आवृत्ति दोहरीकरण: Mg-डोपेड LiNbO3 (6% सीमा) फोटोरिफ्रेक्टिव क्षति को कम करता है, जिससे LiDAR प्रणालियों में स्थिर 1064 nm → 532 nm रूपांतरण संभव होता है।

3. औद्योगिक संवेदन:

उच्च तापमान दबाव सेंसर: 600°C पर लगातार काम करते हैं, तेल/गैस पाइपलाइन निगरानी के लिए पीजोइलेक्ट्रिक अनुनाद का लाभ उठाते हैं।

वर्तमान ट्रांसफार्मर: Fe/Mg सह-डोपिंग स्मार्ट ग्रिड अनुप्रयोगों में संवेदनशीलता (0.1% FS) को बढ़ाता है।

XKH सेवाएँ और समाधान

हमारी LiNbO3 इनगॉट सेवाएं मापनीयता और परिशुद्धता के लिए इंजीनियर की गई हैं:

1. कस्टम निर्माण:

आकार विकल्प: X/Y/Z-कट और 42°Y-कट ज्यामिति के साथ 3–8-इंच सिल्लियां, ±0.01° कोणीय सहिष्णुता।

डोपिंग नियंत्रण: फोटोरिफ्रेक्टिव प्रतिरोध को अनुकूलित करने के लिए Czochralski विधि (सांद्रता रेंज 10¹⁶–10¹⁹ cm⁻³) के माध्यम से Fe/Mg सह-डोपिंग।

2. उन्नत प्रसंस्करण:

विषम एकीकरण: उच्च आवृत्ति SAW फिल्टर के लिए 8.78 W/m·K तक तापीय चालकता के साथ Si-LN मिश्रित वेफर्स (300-600 एनएम मोटाई)।

वेवगाइड निर्माण: प्रोटॉन एक्सचेंज (पीई) और रिवर्स प्रोटॉन एक्सचेंज (आरपीई) तकनीक 40 गीगाहर्ट्ज इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर के लिए सबमाइक्रोन वेवगाइड (Δn >0.7) उत्पन्न करती है।

3. गुणवत्ता आश्वासन:

एंड-टू-एंड परीक्षण: रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (पॉलीटाइप सत्यापन), एक्सआरडी (क्रिस्टलीयता), और एएफएम (सतह आकारिकी) एमआईएल-पीआरएफ-4520जे और जेईडीईसी-033 के अनुपालन को सुनिश्चित करते हैं।

वैश्विक लॉजिस्टिक्स: एशिया-प्रशांत, यूरोप और उत्तरी अमेरिका में तापमान नियंत्रित शिपिंग (± 0.5 डिग्री सेल्सियस) और 48 घंटे की आपातकालीन डिलीवरी।

प्रतिस्पर्धात्मक लाभ

1. लागत दक्षता: 8-इंच सिल्लियां 4-इंच विकल्पों की तुलना में सामग्री अपशिष्ट को 30% तक कम करती हैं, जिससे प्रति इकाई लागत 18% कम हो जाती है।

2. प्रदर्शन मेट्रिक्स:

SAW फ़िल्टर बैंडविड्थ: >1.28 GHz (बनाम LiTaO3 के लिए 0.8 GHz), 5G mmWave बैंड के लिए महत्वपूर्ण।

थर्मल साइक्लिंग: -200-500°C चक्रों में <0.05% वॉरपेज के साथ जीवित रहता है, ऑटोमोटिव LiDAR परीक्षण में मान्य है।

1. स्थायित्व: पुनर्चक्रण योग्य प्रसंस्करण विधियां जल की खपत को 40% और ऊर्जा के उपयोग को 25% तक कम करती हैं।

निष्कर्ष

LiNbO3 इनगॉट अगली पीढ़ी के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पसंदीदा सामग्री बनी हुई है, जो बेजोड़ इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रदर्शन को औद्योगिक-स्तर की विश्वसनीयता के साथ जोड़ती है। क्वांटम कंप्यूटिंग से लेकर 6G संचार तक, इसकी बहुमुखी प्रतिभा और मापनीयता इसे भविष्य की तकनीकों के लिए एक महत्वपूर्ण प्रवर्तक के रूप में स्थापित करती है। अपनी एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुरूप अत्याधुनिक डोपिंग, दोष शमन और विषम एकीकरण समाधानों का लाभ उठाने के लिए हमारे साथ साझेदारी करें।