• 제목/요약/키워드: Lithium Niobate

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$Ti:LiNbO_3$ 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.

PPLN 비선형 결정과 이중통과법을 이용한 DOFA 시스템에서 증폭된 연속발진형 파장가변 적외선 레이저광의 제 2고조파 발생 (Double-pass Second Harmonics Generation of Tunable CW Infrared Laser Beam of DOFA System in Periodically Poled LiNbO3)

  • 유길상;조재흥;고광훈;임권;정도영
    • 한국광학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.229-236
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    • 2008
  • 주기적으로 분극 반전된 비선형 결정 중에 하나인 PPLN(Periodically Poled MgO(5%) doped Lithium Niobate)과 수 W급의 고출력 연속발진형 파장가변 적외선 레이저 시스템인 DOFA(Diode Laser Oscillator & Fiber Amplifier) 시스템을 이용하여, 이 결정에서 펌핑광을 한번 통과시키는 단일통과와 두 번 통과시키는 이중통과에서의 효율적인 제2고조파 발생 조건을 실험적으로 구하였다. 단일통과에서는 최적의 위상정합온도 $108.9^{\circ}C$에서 최대 출력 2.45 W의 적외선(파장 = 1070 nm) 펌핑광을 사용하여 최대 245 mW의 녹색광원(파장 = 535 nm)인 제 2고조파를 만들었고, 이때의 주파수 변환 효율은 10%였다. 또한 제 2고조파 발생의 효율을 증가시키기 위해서 되 반사용 오목거울과 위상보정을 위한 쐐기유리판을 이용하여 이중통과의 제2고조파 발생장치를 구성하였다. 이때 최적의 위상정합온도 $108.5^{\circ}C$에서 최대 출력 2.45 W의 적외선(파장 = 1070 nm) 펌핑광을 사용하여 최대 383 mW의 녹색광원(파장 = 535 nm)인 제 2고조파를 만들었다. 이때의 변환 효율은 15.6%로써 단일통과에서의 제 2고조파 발생 효율보다 크게 증가함을 확인하였다.

중적외선 광 파라메트릭 발진기를 이용한 중적외선 분광기 성능 평가 (Performance Evaluation of Mid-IR Spectrometers by Using a Mid-IR Tunable Optical Parametric Oscillator)

  • 남희진;김승관;배인호;최영준;고재현
    • 한국광학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.154-158
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    • 2019
  • 기존에 개발되었던 광 파라메트릭 발진기를 이용해 중적외선 분광기의 성능 평가 장치를 구축하였다. 사용된 중적외선 광 파라메트릭 발진기는 파장 1064 nm의 연속파 레이저로 펌핑되는 fan-out형 MgO-doped periodically poled lithium niobate (MgO:PPLN) 비선형 결정을 사용하여 파장가변 영역이$ 2.5{\sim}3.6{\mu}m$인 공중심 공진기 구조를 가지고 있다. 이 광 파라메트릭 발진기에 중적외선용 적분구 및 푸리에 변환 적외선 광 스펙트럼 분석기를 결합하여 중적외선 분광기 성능평가 장치를 구축하였다. 구축된 평가장치를 국내에서 개발한 중적외선용 분광기에 적용, 성능 평가를 진행함으로써 본 평가 장치를 분광기의 파장 분해능, 신호대잡음비, 분광 떠돌이광 등의 성능을 평가하는데 활용할 수 있음을 보였다.

Analysis of Coplaner $LiNBO_3$ Waveguide Structures Applicable Electrooptic Modulator with FDTD method

  • Lee, Byung-Je;Byun, Joon-Ho;Kim, Nam-Young;Kim, Jong-Heon;Lee, Jong-Chul
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.1211-1217
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    • 2000
  • The three-dimensional finite-difference time-domain (FDTD) method and the two-dimensional quasi-static formulation have been used to calculate the characteristic impedance and the microwave effective index of coplanar waveguide structures on Lithium Niobate ($LiNBO_3$) single crystal substrates with a yttria-stabilized zirconia (YSZ) or $SiO_2$ buffer layer. The results shown can be a good source to predict the modulator characteristics. The effects of the thin buffer layer and anisotropy of the $LiNBO_3$ crystal (x-cut and z-cut) are discussed. The comparison between the FDTD and quasi-static results shows good agreement. In this paper, the efficient modeling technique of the FDTD method for the coplanar waveguide (CPW) structures based on an anisotropic substrate with a thin buffer layer is developed.

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Fabrication of Ordered or Disordered Macroporous Structures with Various Ceramic Materials from Metal Oxide Nanoparticles or Precursors

  • Cho, Young-Sang;Moon, Jun-Hyuk;Kim, Young-Kuk;Choi, Chul-Jin
    • 한국분말재료학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.347-358
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    • 2011
  • Two different schemes were adopted to fabricate ordered macroporous structures with face centered cubic lattice of air spheres. Monodisperse polymeric latex suspension, which was synthesized by emulsifier-free emulsion polymerization, was mixed with metal oxide ceramic nanoparticles, followed by evaporation-induced self-assembly of the mixed hetero-colloidal particles. After calcination, inverse opal was generated during burning out the organic nanospheres. Inverse opals made of silica or iron oxide were fabricated according to this procedure. Other approach, which utilizes ceramic precursors instead of nanoparticles was adopted successfully to prepare ordered macroporous structure of titania with skeleton structures as well as lithium niobate inverted structures. Similarly, two different schemes were utilized to obtain disordered macroporous structures with random arrays of macropores. Disordered macroporous structure made of indium tin oxide (ITO) was obtained by fabricating colloidal glass of polystyrene microspheres with low monodispersity and subsequent infiltration of the ITO nanoparticles followed by heat treatment at high temperature for burning out the organic microspheres. Similar random structure of titania was also fabricated by mixing polystyrene building block particles with titania nanoparticles having large particle size followed by the calcinations of the samples.

Czochralski법으로 성장시킨 $LiNbO_3$단결정의 화학양론(Stoichiometry)을 결정하기 위한 광학적 방법 (A TECHNIQUE TO OPTICALLY DETERMINE THE STOICHIOMETRY OF $C_2$ GROWN LITHIUM NIOBATE CRYSTALS)

  • 김유성
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.1-14
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    • 1991
  • 비균질 용융을(incongruent melting behavior)보이는 단결정제조에 있어 화학성분을 일정성분비로 유지하는 것은 매우 어렵다. $LiNbO_3$는 이러한 성질을 보이는 대표적인 예인데 넓은 고용(固溶)영역에서 일정성분비를 유지하기 힘들다 . 정밀전기/ 광학장치에 있어 이런 변수는 치명적이라 할 수 있다. 결정의 조성과 질을 결정하는 방법으로 굴절율(n)을 측정하는 광학적 방법이 수행되어 왔다. 이 방법으로 성장결정의 광학적 균질성과 화학조성을 알아낼 수 있다. 여기서는 그런 특성분석에 사용 되는 기술을 설명하고 그 결과들을 제시해 보았다

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광대역 표면탄성파 구현을 위한 slanted 및 chirp IDT의 최적화 (Optimization of Slanted and Chirp IDT Configurations for Realizing and Propagating Surface Acoustic Wave with Wide Bandwidth)

  • 이태윤;푸첸;이기근
    • 전기학회논문지
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    • 제62권12호
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    • pp.1730-1736
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    • 2013
  • Slanted and chirp interdigital transducer(IDT) configurations were studied for generating the surface acoustic wave(SAW) with wide bandwidths on a piezoelectric substrate. These devices can be applied to manipulate optical path of light along the waveguide, ultimately used for optical switches and holographic image implementation. Prior to fabrication, the coupling of modes(COM) modeling and simulation were performed to extract optimal design parameters. The optimally designed wideband device showed wide bandwidth of 30MHz, low insertion loss of -25dB, and abrupt side suppression ratio (SSR). Several design conditions were determined during device implementation, such as slanted angle, aperture length, number of fingers, and central frequencies of IDTs. These factors were experimentally analyzed and described in details in this paper.

Ti:Ti:LiNbO3를 이용한 초고속 광 매트릭스 스위치 제조 (Fabrication of High Speed Optical Matrix Wwitch by Ti:Ti:LiNbO3)

  • 양우석;곽용석;김제민;윤형도;이한영;윤대호
    • 한국재료학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.254-258
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    • 2002
  • To realize channel cross-connecting in optical communications systems, a high speed optical matrix switch was fabricated using z-cut $LiNbO_3$. For switch fabrication was design bending structure and coupling length and four $2{\times}2$ directional couplers were integrated on one substrate far construction of a $4{\times}4$ switch. Single-mode optical waveguides were formed by Ti-diffusion at a wet $O_2$ atmosphere. Ti-diffusion profile, refractive index variation and waveguide morphology were analyzed by Prism coupler and optical microscopy, respectively.

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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Poling Quality Enhancement of PPLN Devices Using Negative Multiple Pulse Poling Method

  • Choi, Ju-Won;Ro, Jung-Hoon;Ko, Do-Kyeong;Yu, Nan-Ei
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제15권2호
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    • pp.182-186
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    • 2011
  • A poling method using multiple negative voltage was introduced to fabricate periodically poled lithium niobate (PPLN) devices with quasi-phase matching (QPM) period of $12.9\;{\mu}m$ by utilizing an real-time visualization system. We also performed variation of the electric field during the poling. Two different conventionally used poling method, negative and positive single pulses, were used and the poling quality compared through microscopic images and far-field diffraction pattern analysis. Etched images on the +z and -z surfaces of PPLN showed that negative multiple pulse poling presented the highest periodicity in domain structures among the three methods. Duty ratio and its standard deviation were measured by analyzing far-field diffraction patterns. The newly introduced method of negative multiple pulse poling had duty ratio of 0.42 which was close to the ideal value of 0.50 and standard deviation of 0.020 that was about 3 times smaller than that of the other conventional methods.