CN105308496A - 电光单晶元件、该元件的制造方法以及使用该元件的系统 - Google Patents

电光单晶元件、该元件的制造方法以及使用该元件的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105308496A
CN105308496A CN201380026516.7A CN201380026516A CN105308496A CN 105308496 A CN105308496 A CN 105308496A CN 201380026516 A CN201380026516 A CN 201380026516A CN 105308496 A CN105308496 A CN 105308496A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crystal element
electro
polarization
steps
optic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380026516.7A
Other languages
English (en)
Inventor
P·韩
W·严
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN105308496A publication Critical patent/CN105308496A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/055—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect the active material being a ceramic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00932—Combined cutting and grinding thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/30—Niobates; Vanadates; Tantalates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/32—Titanates; Germanates; Molybdates; Tungstates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/04—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure using electric or magnetic fields or particle radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/045—Light guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/0009—Materials therefor
    • G02F1/0018—Electro-optical materials
    • G02F1/0027—Ferro-electric materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0136—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/05—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect with ferro-electric properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/212—Mach-Zehnder type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
    • G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明涉及电光(E-O)晶体元件、其应用及制造方法。更具体而言，本发明涉及E-O晶体元件(其可以由掺杂的或未掺杂的PMN-PT、PIN-PMN-PT或PZN-PT铁电晶体制造)，该晶体元件显示出超高的线性E-O系数γc(例如横向有效线性E-O系数γTc高于1100pm/V，而纵向有效线性E-O系数γlc至多达到527pm/V)，这使得在多种调变、通讯、激光和工业用途中，得到低于200V的Vlπ和低于大约87V的VTπ的极低的半波电压。

Description

电光单晶元件、该元件的制造方法以及使用该元件的系统
相关申请的交叉引用
本申请涉及并要求2012年4月4日提交的美国临时申请No.61/686,350和2013年3月18日提交的美国临时申请系列No.61/802,796的优先权，这些申请的全部内容均以引用方式全部并入本文。
本公开所选的附图
图2A
背景技术
技术领畴
本发明涉及新型电光(E-O)晶体元件、其应用及制造方法。更具体而言，本发明涉及在多种调变、通讯、激光和电光工业用途中显示出有用的超高效(横向和纵向)线性E-O系数和极低半波电压Vπ的E-O晶体元件。
相关领畴的描述
由于PMN-PT基铁电弛豫晶体的超高的压电性质(例如电应变，比传统的压电材料高一个数量级)和超过90％的机电耦合系数，所以所述的晶体近来得到很好的发展。这些晶体已经用于压电应用中，特别用于声传导装置，例如超声成像和声纳换能器。沿<011>极化的PMN-PT和/或PZN-PT基晶体的完全各向异性压电特征已经很好地记载。这些内容可以记录于申请人的早期公开中，这些文献的内容以引用方式全部并入本文：
●P.Han,W.L.Yan,J.Tian,X.L.Huang,andH.X.Pan.“Cutdirectionsfortheoptimizationofpiezoelectriccoefficientsofleadmagnesiumniobate-leadtitanateferroelectriccrystals”.Discoveryofd36shearmode,Appl.Phys,Letter.86,No.1,2466,(2005)；and
●P.Han,J.Tian,andW.Yan,"BridgmangrowthandpropertiesofPMN-PTsinglecrystals,"inAdvanceddielectric,piezoelectricandferroelectricmaterials:Synthesis,characterizationandapplications,Z.G.Ye,Ed.,1stEd:WoodheadPublishingLtd.,2008,p.600-632.(Thesummaryoflarge-sizedPMN-PTcrystalsgrowthbymodifiedBridgmanmethodandcharacterizations).
已经报道了上述沿<001>极化的和沿<111>极化的PMN-PT和PZN-PT铁电晶体的线性E-O效果，但是由于结果对于商业用途是无用的，所以没有被鼓励或推进。这些结果记录于以下公开中，这些文献的全部内容同样以引用方式全部并入本文。
●YuLu,Z.Y.Cheng,S.E.Park,S,.FLiuandQ.M."Zhang"linearElectro-Opticeffectof0.88Pb(Zn1/3Nb2/3)O3singlecrystal",Jpn.JAppl.PhysVol.39No.1,January,2000.
●X.M.Wan,D.Y.Wang,X.Y.Zhao,HaosuLuo,H.L.W.ChanandC.L.Choy."Electro-Opticcharacterizationoftetragonal(1-x)Ob(Mg1/3Nb2/3)O3singlecrystalsbyamethodSenarmontSetup"SlidstatecommunicationsVol.134547-551(2005).
●L.S.Kamzina,RuanWei,G.Li,J.ZengandA.Ding."Electro-OpticalpropertiesofPMN-PTcompounds:singlecrystalsandtransparentferroelectricceramics".Physicsofsolidstate,Vol.52.No.102142-2146(2010).(OriginalRussiantext).
●EnweiSun,ZhuWang,RuiZhangandWenwuCao."Reductionofelectro-optichalf-wavevoltageof0.93Pb(Zn1/3Nb2/3)3-0.07PbTiO3singlecrystalthroughlargepiezoelectricstrain".OpticalMaterialsVol.33.m549-552(2011).
主要原因是由多畴壁产生的光散射和沿<111>极化的单畴状态的不稳定，并且所有报道的工作都局限于PMN-PT或PZN-PT基固溶体的光学单轴晶体中。
本发明的方面和概述
本发明涉及在PMN-PT和PZN-PT基铁电单晶材料中具有超有效的E-O系数γc和极低半波电压Vπ的E-O晶体元件。本发明给出了新的E-O晶体元件及具有有利优点的相关E-O晶体装置，其中所述的优点包括：
(1)优异的E-O性质和极低的半波电压Vπ；
(2)-30℃至110℃的广泛操作温度；
(3)通过再极化能力而具有高度的可靠性；以及
(4)成本有效的制造方法。
本发明能够使所发明的E-O晶体元件作为新一代的E-O晶体元件在多种E-O晶体装置中具有商业用途。其特别用于E-O转换、E-O相位调变、E-O振幅调变、激光束调变和光学双折射装置。
此外，本发明还涉及新型光电(E-O)晶体元件、其用途及制造方法。更具体而言，本发明涉及在多种调变、通讯、激光和电光工业用途中显示出有用的高效的横向和纵向线性E-O系数和极低半波电压Vπ的E-O晶体元件。
此外，本发明还涉及电光(E-O)晶体元件(其可以由掺杂的或未掺杂的PMN-PT、PIN-PMN-PT或PZN-PT铁电晶体制造)，该晶体元件显示出超高的线性E-O系数γc(例如横向有效线性E-O系数γTc高于1100pm/V，而纵向有效线性E-O系数γlc至多达到527pm/V)，这使得在多种调变、通讯、激光和工业用途中，得到低于200V的Vlπ和低于87V的VTπ的极低的半波电压。此外，本发明还记录了所提出的晶体元件作为用于提供本发明所述结果的手段是有操作性的，换言之，所提出的晶体元件为提供以下结果的手段：横向有效线性E-O系数γTc高于1100pm/V，而纵向有效的线性E-O系数γlc至多达到527pm/V，这使得在可操作的构造之后，在包括所述的元件的产品、系统和仪器中，得到低于200V的Vlπ和低于87V的VTπ的极低的半波电压。
E-O单晶材料可以选自PMN-PT(铌镁酸铅-钛酸铅)、PIN-PMN-PT(铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅)、PZN-PT(铌锌酸铅-钛酸铅)或上述掺杂的晶体。本发明特别涉及可再次极化的设计，即，向晶体中平行于极化方向<011>施加电场。E-O晶体元件显示：(1)横向有效线性E-O系数γTc高达350～1100pm/V(操作温度为-30℃至85℃)，以及低于45V的极低的半波电压VTπ(l/d＝1)；并且(2)纵向有效线性E-O系数γlc至多达280～800pm/V(操作温度为-30℃至110℃)，以及低于300V的极低的半波电压Vlπ，优选地低于大约200V，更优选地低于大约150V。除了再次极化能力的本性以外，超高效E-O系数γc和极低的Vπ能够使本发明的晶体元件作为新一代的E-O晶体元件用于多种E-O装置中。其特别应用于但不限于E-O转换、E-O相位调变、E-O振幅调变、激光束调变和光学双折射装置。
在本发明的一个方面中，提供以下实施例作为权利要求4中所述的横向模式的E-O晶体元件，其在权利要求12中所述的横向模式E-O振幅调变的构造中进行测试(参见图4A)。所述的晶体组合为67.5％PMN-32.5％PT，沿<011>极化成mm2纳米畴对称结构。光束波长为633nm。结果是可重复的，并且：
γTc：在80℃下1160pm/V；在20℃下527pm/V；在-8℃下436pm/V；以及在-21℃下395pm/V。
VTπ：在80℃下87.5V；在20℃下87.5V；在-8℃下119V。VTπ数据对比值l/d＝1而归一化。其中
γTc：(横向有效E-O系数)；VTπ：横向模式半波电压。
根据本发明的一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其包括以下步骤：
制造铁电晶体，其具有由以下一种化学式表示的化学组成：
(I)Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3，其中x定义为0.22至0.38，或
(II)Pb(Zn1/3Nb2/3)1-yTiyO3，其中y定义为0.04至0.11，
其中所有的晶体元件可以掺杂或共掺杂高达6％(wt％)的镧(La)、锑(Sb)、高达8％(wt％)的钽(Ta)、高达31％(wt％)的铟(In)、高达5％(wt％)的锆(Zr)以及得自铈(Ce)、铒(Er)、铽(Tb)、钪(Sc)和钕(Nd)中的至少一种稀土元素，该元素高达8％(wt％)
将晶体元件切成(011)，并形成晶片；以及
在低于95℃的温度下，在2倍矫顽磁场(Ec)下，通过使晶体元件沿<011>的方向极化而极化成mm2对称结构。
根据本发明的另一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其中所述的极化步骤得到了单畴和多纳米畴结构中的一种。
根据本发明的另一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其进一步包括以下步骤：将所制造的晶体元件切成小块，并对晶体元件进行剖光和光学精加工，由此形成光电晶体元件。
根据本发明的另一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其中进一步包括使晶体元件电极化的步骤。
根据本发明的另一个方面，提供了生产光电晶体元件的方法：提供横向模式的晶体元件，并对横向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于527pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于87.5V的半波电压VTπ(l/d＝1)。
根据本发明的另一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其中提供纵向模式的晶体元件，在纵向模式的晶体元件上涂敷透明电极，以及对纵向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于427pm/V的纵向有效E-O系数γlc，和低于300V的半波电压Vlπ。
根据本发明的另一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其包括以下步骤：
制造铁电晶体，其具有以下化学式所示的化学组成：
(III)y*[Pb(In1/2Nb1/2)O3]-(1-y)*[Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3]
其中x定义为0.0至0.35，y定义为0.0至0.35。
将晶体元件切成(011)晶片；以及
在低于95℃的温度下，在2倍矫顽磁场(Ec)下，通过使晶体元件沿<011>的方向极化而极化成mm2对称结构。
根据本发明的另一个方面，提供了生产式III所示的电光晶体元件的方法，其进一步包括以下步骤：提供横向模式的晶体元件，并对横向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于500pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于12V的半波电压VTπ(l/d＝7)。
根据本发明的另一个方面，提供了生产电光晶体元件的方法，其进一步包括以下步骤：提供纵向模式的晶体元件，在纵向模式的晶体元件上涂敷透明电极，以及对纵向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于427pm/V的纵向有效E-O系数γlc，和低于300V的Vlπ。
根据本发明的另一个方面，提供了电光系统，该系统为振幅调变器和相位调变器中的一种，其包括：通过根据式III所示的方法生产纵向模式的电光晶体元件，并且该纵向模式的电光晶体元件包括提供沿<011>的极化的手段，从而在室温20℃的条件下得到高于427pm/V的纵向有效E-O系数γlc，和低于300V的Vlπ。
根据本发明的另一个方面，提供了电光系统，该系统为振幅调变器和相位调变器中的一种，其包括：通过根据式I或II所示的方法生产横向模式的电光晶体元件，并且该横向模式的电光晶体元件包括提供沿<011>的极化的手段，从而在室温20℃的条件下得到高于500pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于87.5V的半波电压VTπ(l/d＝1)。
根据本发明的另一个方面，提供了电光系统，该系统为振幅调变器和相位调变器中的一种，其包括：通过根据式III所示的方法生产横向模式的电光晶体元件，并且该横向模式的电光晶体元件包括提供沿<011>的极化的手段，从而在室温20℃的条件下得到高于500pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于12V的半波电压VTπ(l/d＝7)。
根据本发明的另一个方面，提供了用于激光束的电光调变器系统，其包括：位于光电晶体元件的(011)表面上的Mach-Zehnder型干涉仪调变器，以及根据式I、II和III中的一种方法生产的光电晶体元件。
本发明上述和其他的、可任选且合适的方面、特征和益处通过阅读以下发明详述和附图将变得显而易见，其中相同的参数是指相同的元件。
附图说明
图1为沿<011>极化的E-O晶体的压电系数d31的各向异性表面。
图1A为在图1所示的沿<011>极化的E-O晶体中，压电系数d31的各向异性表面的3D图。
图1B为图1A中的3D图沿着X-Y分割的2D图，其中注明了独特的正的各向异性d31和负的各向异性d32，而d31和d32对于<001>极化和<111>极化均是负的。
图2A为具有沿<011>极化的横向模式E-O晶体元件。
图2B为具有沿<011>极化的纵向模式E-O晶体元件。
图3为如所示，E-O晶体晶片经切割、剖光和可任选的精加工形成E-O晶体元件(电池)。
图3A为使用了本发明所述的沿<011>极化的E-O晶体元件的、纵向模式E-O振幅调变器系统。
图3B为使用了本发明所述的沿<011>极化的E-O晶体元件的、纵向模式E-O相位调变器系统。
图4为如所示，E-O晶体晶片经切割、剖光和可任选的精加工形成E-O晶体元件(电池)。
图4A为使用了本发明所述的沿<011>极化的E-O晶体元件的、横向模式E-O振幅调变器。
图4B为使用了本发明所述的沿<011>极化的E-O晶体元件的、横向模式E-O相位调变器。
图5为E-O晶体晶片经切割、剖光和可任选的精加工形成横向模式E-O晶体元件(电池)。
图5A为使用了沿<011>极化的横向模式E-O晶体元件的行波E-O调变器，其用于例如通讯系统中。
图6A为用于激光束的示例性E-O调变器，其为在(011)表面上沿着Mach-Zehnder干涉仪调变器的顶视图、再结合有同相束的示意图。
图6B为用于激光束的示例性E-O调变器，其为在(011)表面上沿着Mach-Zehnder干涉仪调变器的顶视图、再结合有异相束(off-phasebeam)的示意图。
优选实施方案的详细描述
现在将详细地参照本发明的多个方面。只要可能，在附图和说明书中使用的相同或相似的参数均是指相同或相似的部分或步骤。附图为简化形式，不符合精确的比例。词语“偶联”及相似的术语并非一定指直接和紧邻的连接，还包括通过中间体元件或装置的连接。仅为了简便和清晰的目的，附图中可以使用方向(上/下等)或移动(向前/向后等)术语。这些以及相似的方向术语不应该解释为以任何方式限定了范围。此外，还应该理解的是在不脱离本发明的范围的条件下可以使用其他的实施方案，并且发明详述不应该被认为是限定意义的，元件可以差异化定位，或者以其他方式记录在所附的权利要求书中，而无需随附书面描述。
多个操作可以描述为依次的、多个分开的操作，其方式可以有助于例如本发明的实施方案；但是描述的顺序不应该解释为暗示了这些操作是顺序依赖性的。
本发明提供了电光(E-O)晶体元件、其应用及制造方法，包括电光晶体元件在其他的系统、激光和调变器中的用途，下文将进行讨论。
更具体而言，本发明涉及在多种调变、通讯、激光和工业用途中显示出有用的高效横向和纵向线性E-O系数和极低半波电压Vπ的E-O晶体元件。
铁电单晶材料可以为PMN-PT(铌镁酸铅-钛酸铅)、PIN-PMN-PT(铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅)、PZN-PT(铌锌酸铅-钛酸铅)或上述掺杂的晶体。本发明特别涉及上文提及的可再次极化的设计—沿<011>极化(立方表示法)的铁电晶体。极化晶体的光学透射比为由0.41μm连续投射入至少通过5μm的IR区域，而不具有任何明显的吸收带。E-O晶体给予超高效/透射电光系数γc/γ*c和低于87V的极低的半波电压。这种沿<011>可再次极化的特征在实际应用中在使用的可靠性和方便性方面具有战略上的重要性。可再次极化的构造的另一个优点是制造E-O晶体元件的低成本。我们发现，沿<011>极化的E-O晶体元件显示(1)有效横向线性E-O系数γTc高达350～1100pm/V(操作温度为-30℃至110℃)，低于85V(l/d＝1)和低于12V(l/d＝7)的极低半波电压VTπ；以及(2)有效纵向线性E-O系数γlc高达280～800pm/V(操作温度为-30℃至110℃)，低于315V的极低半波电压Vlπ。除了再次极化能力的本性以外，超高效E-O系数γc和极低的Vπ能够使本发明的晶体元件作为新一代的E-O晶体元件用于多种E-O装置中。其特别应用于E-O转换、E-O相位调变、E-O振幅调变、激光束调变、可调谐滤光器和光学双折射装置。
现在参照图1-1B，申请人注意到独特的性质，沿<011>极化的PMN-PT和/或PZN-PT基晶体显示mm2正交对称的物理性质，并且特别给予正的压电系数d31(+700pC/N)和负的d32(-1600pC/N)，而d33均高于1000pC/N，表明系数的绝对差异极大。
现在进一步参照图2A-6B，本发明是基于我们目前公认的概念而研制的：(1)铁电晶体的较大的电应变变化诱导相应的光学指数发生较大变化；(2)各向异性的应变变化显著影响了晶体的光学指数变化，特别是对于PMN-PT基固溶体的光学双轴晶体而言；(3)如果沿<011>极化的晶体的组成与准同型相界(MPB)相近，则该具有稳定的纳米多畴结构的晶体使得由畴壁或单畴状态产生的光散射较低；以及(4)双轴光学晶体优选作为晶体的入射偏振光，其应该分成偏振光的彼此垂直的两个部分。预计晶体中各向异性的压电响应越高则为较高的线性E-O响应提供越大的机会。没有报道提供对PMN-PT或PZN-PT基固溶体的双轴光学晶体的E-O影响。因此，我们由上述具有光学双轴的沿<011>切割且极化的晶体中选择，并集中于上述具有光学双轴的沿<011>切割且极化的晶体以达到线性E-O效果。
注意：沿<001>极化得到4mm对称的多畴结构和性质，而沿<111>极化得到3mm对称的多畴结构和性质，这二者都必须是光学单轴的，而言<011>极化必须得到光学双轴的状态，这是必须被公认并且尚未属于本领域的重要差别。
表1.给出商业E-O晶体的列表
γc：有效E-O系数，pm/V
γc*：表观E-O系数，pm/V，压电效应补偿γc
Vlπ：纵向半波电压
VTπ(l＝d)：横向半波电压(对l＝d归一化)
表2.本发明的E-O晶体的极低半波电压Vπ
*本发明
E-O单晶材料可以为PMN-PT(铌镁酸铅-钛酸铅)、PIN-PMN-PT(铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅)、PZN-PT(铌锌酸铅-钛酸铅)和/或上述掺杂的晶体。
试验样品1：
横向模式的E-O晶体元件的组成：67.5％PMN-32.5％PT单晶元件。切割方向、极化方向、入射光的构造和结晶取向适于图2A中。测试结果如下：
在不同温度下测试的数据
-21℃ -8℃ 20℃ 80℃
γT c 395 436 530 1160
VT πl/d＝1 119 87 37.5
γTc：横向有效线性E-O系数
VTπ：对l/d＝1归一化的半波电压
试验样品2：
纵向模式的E-O晶体元件的组成：67.5％PMN-32.5％PT单晶元件。切割方向、极化方向、入射光的构造和结晶取向适于图2B中。测试结果如下：在20℃下，纵向有效线性E-O系数γlc高达450pm/V，并且低于300V的极低半波电压Vlπ。
试验样品3：
纵向模式的E-O晶体元件的组成：24％PIN52.4％PMN-23.6％PT单晶元件。切割方向、极化方向、入射光的构造和结晶取向适于图3中。测试结果如下：在20℃下，纵向有效线性E-O系数γlc高达500pm/V，并且低于315V的极低半波电压Vlπ。
试验样品4：
横向模式的E-O晶体元件的组成：24％PIN52.4％PMN-23.6％PT单晶元件。切割方向、极化方向、入射光的构造和结晶取向适于图4中。测试结果如下：在20℃下，横向有效线性E-O系数γTc高于527pm/V，并且低于95V的极低半波电压VTπ。
现在特意参照图5A，具有横向模式晶体的电光系统可以包括电光晶体间隔传输线(例如在通讯系统中)，其具有匹配的终端(如图所示)，其可操作地与调变信号源(同样如图所示)连接。此外，包括极化特征(此处为四分之一波片)和输出偏光器。其他支撑结构是各领域(研究所提出的发明)的那些技术人员所理解的。结果，本发明提供了电光系统，例如光学成像系统、激光系统、通讯系统或者本领域(研究所提出的发明公开)那些技术人员所理解的其他方式。
此外现在参照图6A和6B，应该理解的是本领域的那些技术人员将注意到，用于光纤(光纤通信)电极和光束或通道波导和开关的(具有合适的损失)激光切换系统可以用于本发明的电光晶体元件，用作电极之间的较小晶体中的开关、电偶元件或其他功能元件，并且激光器光纤连接较小晶体、激光器系统或通信系统，或者被研究本公开的本领域的那些技术人员所理解。
此外，本发明还提供了所公开的E-O元件在商业E-O晶体原价应用(包括多种E-O晶体装置)中作为新一代E-O晶体元件的用途。其特别适用于E-O转换系统和方法、E-O相位调变系统和方法、E-O振幅调变系统和方法、激光束调变和光学双折射装置及相关系统和方法、以及包括它们的伴随系统。
被认为是本发明的特征的新特征与特性一起列于所附的权利要求书中。但是，本发明本身(其结构和操作及其其他的目的和益处)将由上述本发明的优选实施方案的描述(当与附图一起阅读时)而被更好地理解。除非特意说明，否则在说明书和权利要求书中的单词和短语都将给予对于应用领域中的那些普通技术人员而言普通且平常的含义。如果意欲指任何其他的含义，则说明书将特意陈述特殊的含义适用于这些单词或短语。
此外，即使援引35U.S.C.112,6段的条款来定义本发明，但是本发明不仅限于在优选的实施方案中所描述的特定结构、材料或行为，此外还包括实施权利要求中的功能的任何及所有结构、材料或行为，以及用于实施权利要求中的功能的任何及所有已知的或后来研发的相当的结构、材料或行为。
在权利要求中，手段或者步骤加功能的款项将涵盖本文所述的或建议的、用于实施所述的功能的结构，并且该结构不仅包括结构等价物，还包括相当的结构。因此例如，尽管钉子、螺丝和螺栓可能不是结构等价物(因为钉子依赖于木件与柱面之间的摩擦，螺丝的螺旋表面积极地咬合木材，而螺栓的头和螺母压制了木件的对面)，但是钉子、螺丝和螺栓可以被本领域的那些技术人员容易地理解为相当的结构。
已经参照附图描述了本发明的至少一个优选的实施方案，对于那些技术人员显而易见的是本发明不限于这些精确的实施方案，在不脱离本发明的范围或精神的条件下，可以对目前公开的系统进行对照修改和改变。因此本发明公开将涵盖本发明公开的修改和改变，前提是它们在所附的权利要求书及其等价物的范围内。

Claims (16)

1.一种生产电光晶体元件的方法，其包括以下步骤：
制造铁电晶体，其具有由以下一种化学式表示的化学组成：
(I)Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3，其中x定义为0.22至0.38，或
(II)Pb(Zn1/3Nb2/3)1-yTiyO3，其中y定义为0.04至0.11，
其中所有所述的晶体元件可以掺杂或共掺杂高达6％(wt％)的镧(La)、锑(Sb)、高达8％(wt％)的钽(Ta)、高达31％(wt％)的铟(In)、高达5％(wt％)的锆(Zr)以及得自铈(Ce)、铒(Er)、铽(Tb)、钪(Sc)和钕(Nd)中的至少一种稀土元素，该元素高达8％(wt％)；
将所述的晶体元件切成(011)，并形成晶片；以及
在低于95℃的温度下，在2倍矫顽磁场(Ec)下，通过使所述的晶体元件沿<011>的方向极化而极化成mm2对称结构。
2.根据权利要求1所述的生产电光晶体元件的方法，其中：
所述的极化步骤得到了单畴和多纳米畴结构中的一种。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
将所述的所制造的晶体元件切成小块；以及
对所述的晶体元件进行剖光和光学精加工，由此形成所述的光电晶体元件。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
使所述的晶体元件电极化。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
提供横向模式的晶体元件；以及
对所述的横向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于527pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于87.5V的半波电压VTπ(l/d＝1)。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
提供纵向模式的晶体元件；
在所述的纵向模式的晶体元件上涂敷透明电极；以及
对所述的纵向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于427pm/V的纵向有效E-O系数γlc，和低于300V的半波电压Vlπ。
7.一种生产电光晶体元件的方法，其包括以下步骤：
制造铁电晶体，其具有以下化学式所示的化学组成：
(III)y*[Pb(In1/2Nb1/2)O3]-(1-y)*[Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3]
其中x定义为0.0至0.35，y定义为0.0至0.35。
将所述的晶体元件切成(011)晶片；以及
在低于95℃的温度下，在2倍矫顽磁场(Ec)下，通过使所述的晶体元件沿<011>的方向极化而极化成mm2对称结构。
8.根据权利要求7所述的生产电光晶体元件的方法，其中：
所述的极化步骤得到了单畴和多纳米畴结构中的一种。
9.根据权利要求7所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
将所述的所制造的晶体元件切成小块；以及
对所述的晶体元件进行剖光和光学精加工，由此形成所述的光电晶体元件。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
使所述的晶体元件电极化。
11.根据权利要求7所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
提供横向模式的晶体元件；以及
对所述的横向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于500pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于12V的半波电压VTπ(l/d＝1)。
12.根据权利要求7所述的生产方法，其进一步包括以下步骤：
提供纵向模式的晶体元件；
在所述的纵向模式的晶体元件上涂敷透明电极；以及
对所述的纵向模式的晶体元件提供沿<011>的极化，从而在室温20℃的条件下得到高于427pm/V的纵向有效E-O系数γlc，和低于300V的Vlπ。
13.一种电光系统，该系统为振幅调变器和相位调变器中的一种，其包括：
通过根据权利要求7所述的方法生产纵向模式的电光晶体元件；以及
所述的纵向模式的电光晶体元件包括提供沿<011>的极化的手段，从而在室温20℃的条件下得到高于427pm/V的纵向有效E-O系数γlc，和低于300V的Vlπ。
14.一种电光系统，该系统为振幅调变器和相位调变器中的一种，其包括：
通过根据权利要求1所述的方法生产横向模式的电光晶体元件；以及
所述的横向模式的电光晶体元件包括提供沿<011>的极化的手段，从而在室温20℃的条件下得到高于500pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于87.5V的半波电压VTπ(l/d＝1)。
15.一种电光系统，该系统为振幅调变器和相位调变器中的一种，其包括：
通过根据权利要求7所述的方法生产横向模式的电光晶体元件；以及
所述的横向模式的电光晶体元件包括提供沿<011>的极化的手段，从而在室温20℃的条件下得到高于500pm/V的横向有效E-O系数γTc，和低于12V的半波电压VTπ(l/d＝7)。
16.一种用于激光束的电光调变器系统，其包括：
位于光电晶体元件的(011)表面上的Mach-Zehnder型干涉仪调变器；以及
根据权利要求1和权利要求7中的一者的方法生产的所述的光电晶体元件。
CN201380026516.7A 2012-04-04 2013-04-04 电光单晶元件、该元件的制造方法以及使用该元件的系统 Pending CN105308496A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261686350P 2012-04-04 2012-04-04
US61/686,350 2012-04-04
US201361802796P 2013-03-18 2013-03-18
US61/802,796 2013-03-18
PCT/US2013/035343 WO2013152241A1 (en) 2012-04-04 2013-04-04 Electro-optical single crystal element, method for the preparation thereof, and systems employing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105308496A true CN105308496A (zh) 2016-02-03

Family

ID=49301066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380026516.7A Pending CN105308496A (zh) 2012-04-04 2013-04-04 电光单晶元件、该元件的制造方法以及使用该元件的系统

Country Status (6)

Country Link
US (3) US9280006B2 (zh)
EP (1) EP2834703A4 (zh)
KR (1) KR101688113B1 (zh)
CN (1) CN105308496A (zh)
CA (1) CA2869688C (zh)
WO (1) WO2013152241A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752581A (zh) * 2019-03-14 2019-05-14 北京交通大学 偏振检偏式闭环全光纤电流互感器
CN109957837A (zh) * 2019-04-11 2019-07-02 中国科学院福建物质结构研究所 一种钕掺杂铌镁酸铅-钛酸铅材料及其制备方法
CN110642623A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 广东工业大学 一种铌镁酸铅-钛酸铅厚膜陶瓷及其制备方法与应用
CN110726673A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 中国科学院福建物质结构研究所 用于铁电晶体相变检测的光学探针及其检测方法
CN114725767A (zh) * 2022-04-11 2022-07-08 哈尔滨工业大学 基于弛豫铁电单晶的电光调q开关

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6420234B2 (ja) * 2012-04-04 2018-11-07 ハン ペンディＨＡＮ， Ｐｅｎｇｄｉ Ｅ−ｏ結晶装置に用いるための電気光学結晶素子を製造する方法
WO2013152241A1 (en) 2012-04-04 2013-10-10 Pengdi Han Electro-optical single crystal element, method for the preparation thereof, and systems employing the same
KR102474555B1 (ko) 2020-07-02 2022-12-06 (주)아이블포토닉스 압전 단결정 소자, 이를 이용한 멤스 디바이스 및 그 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020153809A1 (en) * 2000-03-08 2002-10-24 Jie Chen Single crystal thickness and width cuts for enhanced ultrasonic transducer
CN100448048C (zh) * 2004-05-06 2008-12-31 杰富意矿物股份有限公司 压电单晶元件及其制造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998910A (en) 1997-01-28 1999-12-07 The Penn State Research Foundation Relaxor ferroelectric single crystals for ultrasound transducers
IL120203A (en) * 1997-02-12 2000-08-31 Israel Atomic Energy Comm Method of fabrication of an invertedly poled domain structure from a ferroelectric crystal
US20030031400A1 (en) 2001-06-28 2003-02-13 Valerio Pruneri Integrated optical waveguide device
JP2003270602A (ja) 2002-03-18 2003-09-25 Fujitsu Ltd 亜鉛ニオブ酸鉛−チタン酸鉛混晶系強誘電体単結晶を用いた電気光学効果素子及びそれを用いた光スイッチ
US6890874B1 (en) * 2002-05-06 2005-05-10 Corning Incorporated Electro-optic ceramic material and device
AU2003203395A1 (en) * 2003-01-27 2004-08-23 Fujitsu Limited Optical deflection device, and manufacturing method thereof
KR100628812B1 (ko) * 2003-05-21 2006-09-26 제이에프이 미네랄 가부시키가이샤 압전단결정 소자와 그 제조방법
KR100537137B1 (ko) * 2003-07-11 2005-12-16 (주)아이블포토닉스 강유전체 세라믹 단결정 및 그 제조 방법
JP4169202B2 (ja) 2003-09-24 2008-10-22 Ｔｄｋ株式会社 圧電磁器組成物の製造方法
JP2007108515A (ja) 2005-10-14 2007-04-26 Fujitsu Ltd 光学素子及びその製造方法
US7791791B2 (en) * 2006-06-09 2010-09-07 Boston Applied Technologies, Incorporated Transparent electro-optic gain ceramics and devices
JP2010224235A (ja) 2009-03-24 2010-10-07 Ngk Insulators Ltd 波長変換素子
EP2513715B1 (en) 2010-02-11 2014-03-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus and method for guiding optical waves
WO2011112975A2 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 Mezmeriz, Inc. Laser illumination module with integrated intensity modulator
WO2013152241A1 (en) 2012-04-04 2013-10-10 Pengdi Han Electro-optical single crystal element, method for the preparation thereof, and systems employing the same
CN104805502A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 上海怡英新材料科技有限公司 一种垂直凝固法生产弛豫铁电单晶pmn-pt的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020153809A1 (en) * 2000-03-08 2002-10-24 Jie Chen Single crystal thickness and width cuts for enhanced ultrasonic transducer
CN100448048C (zh) * 2004-05-06 2008-12-31 杰富意矿物股份有限公司 压电单晶元件及其制造方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIAKI OKAWARA ET AL: "Electromechanical Properties of High-Coupling (1–x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3–(x)PbTiO3 Single Crystals for Sound Projectors", 《IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS, AND FREQUENCY CONTROL》 *
CHONGJUN HE ET AL: "Linear Electro-Optic Properties of Orthorhombic PZN-8%PT Single Crystal", 《IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS, AND FREQUENCY CONTROL》 *
RUI ZHANG: "Complete set of elastic, dielectric, and piezoelectric coefficents of 0.93Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 -0.07PbTiO3 single crystal poled along [011]", 《APPLIED PHYSICS LETTERS》 *
T WU ET AL: "Domain engineered switchable strain states in ferroelectric (011) [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3](1?x)-[PbTiO3]x (PMN-PT, x≈0.32) single crystals", 《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *
TAO WU ET AL: "Electrical tuning of metastable dielectric constant of ferroelectric single crystals for low-power electronics", 《APPL. PHYS. LETT》 *
WEILING YAN ET AL: "Piezoelectric 36-shear mode for [011] poled 24%Pb(In 1/2 Nb 1/2 ) O 3 -Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ferroelectric crystal", 《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110726673A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 中国科学院福建物质结构研究所 用于铁电晶体相变检测的光学探针及其检测方法
CN110726673B (zh) * 2018-07-17 2022-02-18 中国科学院福建物质结构研究所 用于铁电晶体相变检测的光学探针及其检测方法
CN109752581A (zh) * 2019-03-14 2019-05-14 北京交通大学 偏振检偏式闭环全光纤电流互感器
CN109957837A (zh) * 2019-04-11 2019-07-02 中国科学院福建物质结构研究所 一种钕掺杂铌镁酸铅-钛酸铅材料及其制备方法
CN110642623A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 广东工业大学 一种铌镁酸铅-钛酸铅厚膜陶瓷及其制备方法与应用
CN114725767A (zh) * 2022-04-11 2022-07-08 哈尔滨工业大学 基于弛豫铁电单晶的电光调q开关

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013152241A1 (en) 2013-10-10
US9280006B2 (en) 2016-03-08
EP2834703A1 (en) 2015-02-11
US20150177536A1 (en) 2015-06-25
US9709832B2 (en) 2017-07-18
US20160139436A1 (en) 2016-05-19
KR101688113B1 (ko) 2016-12-20
US20180024389A1 (en) 2018-01-25
US10082687B2 (en) 2018-09-25
CA2869688A1 (en) 2013-10-10
EP2834703A4 (en) 2015-11-04
CA2869688C (en) 2016-11-15
KR20140146166A (ko) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105308496A (zh) 电光单晶元件、该元件的制造方法以及使用该元件的系统
Strelcov et al. CH3NH3PbI3 perovskites: Ferroelasticity revealed
Liu et al. Ferroelectric crystals with giant electro-optic property enabling ultracompact Q-switches
Bishop et al. Room-temperature quantum emitter in aluminum nitride
Kawai et al. Second-harmonic generation from needlelike ferroelectric domains in Sr 0.6 Ba 0.4 Nd 2 O 6 single crystals
Rastelli et al. Controlling quantum dot emission by integration of semiconductor nanomembranes onto piezoelectric actuators
Xue et al. Nanoscale domain switching at crystal surfaces of lithium niobate
Huang et al. Room-temperature ferroelectric LiNb6Ba5Ti4O30 spinel phase in a nanocomposite thin film form for nonlinear photonics
Hu et al. Achieve single domain state in (111)-oriented rhombohedral phase PMN-PT relaxor ferroelectric single crystals for electro-optical application
Sun et al. Reduction of electro-optic half-wave voltage of 0.93 Pb (Zn1/3Nb2/3) O3–0.07 PbTiO3 single crystal through large piezoelectric strain
Uesu et al. New nonlinear optical microscope and its application to the observation of ferroelectric domain structure
JP6420234B2 (ja) Ｅ−ｏ結晶装置に用いるための電気光学結晶素子を製造する方法
Li et al. Large-Size Crystal Growth and a Fiber-Coupled Acousto-Optic Device of TiTe3O8
Meng et al. Controllable gradient in the composition of a ferroelectric single crystal
Zhang et al. Discrete electro-optic effect induced by multiscale nanoresonators
Zhou et al. Huge piezoelectricity and electro-optic effects in rhombohedral relaxor ferroelectric single crystals by Sm3+ doping
Su et al. In situ electric field tuning photoluminescence response in tetragonal-phase ferroelectric single crystals
Su et al. Orientation dependence of photoluminescence tuned by in situ electric field in ferroelectric single crystals
Gao et al. Enhancement of the linear electro-optic effect by high pressure
JP2015518179A5 (zh)
Ye et al. Analysis and implementation of reflection-type electro-optic phase diffraction grating
Nys et al. One-and two-dimensional liquid crystal structures for lasing applications
Ghambaryan et al. Periodically poled structures in lithium niobate crystals: growth and photoelectric properties.
Shi et al. Electro-Optics Effect in Periodically Domain-Inverted Ferroelectrics Crystals: Principles and Applications
Steiner et al. Domain establishment in periodically poled lithium niobate

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160203

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication