• 제목/요약/키워드: Ti: $LiNbO_3$

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Optical Characterizations of $LiNbO_{3}$ Single Crystals Doped with $MgO/TiO_{2}$

  • You-song Kim
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.1-4
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    • 1991
  • The applicability of $LiNbO_{3}$ as a substrate for fabrication of Ti-indiffused waveguide electro-optic devices is limited. Ti diffuses comparatively in congruently melting $LiNbO_{3}$; the Curie temperature of this material is too low to permit diffusion temperatures much above $1100^{\circ}C$ without the necessity of re-poling the crystal. Both of hese difficulties could be eliminated by incorporating certain dopants in $LiNbO_{3}$. Crystals of $LiNbO_{3}$ doped with Ti and Mg were grown and evaluated. The electroptic coefficients and birefringence of $LiNbO_{3}$ doped crystals were measured at ${\lambda}=.6328$ and $1.32\;$\mu{m}$. Curie temperatures were measured. The Curie temperature of both undoped and Ti-doped $LiNbO_{3}$ was $1130^{\circ}C$; that for Mg-doped $LiNbO_{3}$ was $30^{\circ}$ higher. From these data, a composition for the crystals was estimated. Thermogravimetric data confirmed this estimate and showed that the composition of Mg : $LiNbO_{3}$ was $49.3{\pm}0.2mole%\;Li_{2}O$ ; the composition of the undoped and Ti : $LiNbO_{3}$ samples was $48.6{\pm}0.2mole%$. Diffusion of Ti into both Mg-doped and Ti-doped $LiNbO_{3}$ crystals was studied as a function of $Li/NbO_{3}$ ratio and temperature.

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$Ti:LiNbO_3$ 광도파로 제작 동안 확산온도 및 분위기에 따른 Ti 층의 특성변화 (Characteristic changes of Ti layer on $Ti:LiNbO_3$ from various diffusion temperature and gas during $Ti:LiNbO_3$ optical waveguides fabrication)

  • 양우석;이승태;김우경;박우정;윤대호;이한영
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.141-141
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    • 2003
  • 전기-광 효과를 이용한 광변조기, 스위치 등의 소자 구현을 위해 고품질의 Ti:LiNbO$_3$ 광도파로 제작은 필수적이다. LiNbO$_3$ 광도파로는 양자교환(APE) 및 Ti 확산 법으로 제조할 수 있으며 전자의 경우 ne 는 증가, no는 감소되는 경향이 있어 편광도 파로의 제작에 용의하며 후자의 경우 ne 와 no 모두 증가하는 도파로 특성을 갖는다. 이러한, 도파로 소자의 특성 향상을 위해서는 Li out-diffusion 이 억제된 손실이 적은 도파로 제작이 필수적이다. 본 연구에서는 Ti 내부 확산법을 이용한 LiNbO$_3$ 광도파로를 확산분위기를 조건으로 하여 제작하였으며, 온도에 따른 각 이온의 반응 메커니즘에 관하여 관찰하였다.

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저손실 Ti : $LiNbO_3$ 광도파로의 주기적 분극 반전과 광학특성 (Periodically domain inversion and optical properties of low-loss Ti : $LiNbO_3$ waveguides)

  • 양우석;권순우;이형만;김우경;윤대호;이한영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.49-52
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    • 2006
  • 저손실 Ti:$LiNbO_3$ 광도파로 기판에 외부전계 인가법을 사용하여 주기적으로 도메인을 반전시켰다. $LiNbO_3$의 -Z 면에 Ti 패턴 형성 후 약 $1060^{\circ}C$에서 열처리 과정을 통해 광도파로를 형성하였으며, 제작된 광도파로의 광전송 손실은 ${\sim}0.1dB/cm$ 였다. 도메인 반전을 위해 +Z면에 주기적인 전극 패턴을 형성하였으며, 외부전계의 균일한 인가를 위해 LiCl 전해 용액을 사용하여 도메인을 반전 시켰다. 선택적 화학식각을 통해, 약 $16{\mu}m$의 도메인 반전 주기를 확인 할 수 있었으며, 주기적 도메인 반전구조를 갖는 Ti : $LiNbO_3$ 도파로의 비선형 특성을 측정하였다.

저온 소결제 첨가에 의한 LiNb3O8-TiO2계 세라믹스의 마이크로파 유전 특성 (Microwave Dielectric Properties of the LiNb3O8-TiO2 Ceramic System with the Addition of Low Firing Agents)

  • 최명호;김남철
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.517-523
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    • 2008
  • The microwave dielectric properties of $LiNb_3O_8-TiO_2$ based ceramics with low firing agents, CuO, $Bi_2O_3$, $B_2O_3$, $SiO_2$, $TiO_2$, were investigated to improve the sintering condition for the LTCC system. According to the X-ray diffraction and SEM, the ceramics of $LiNb_3O_8-TiO_2$ with low firing agents showed no significant second phases within a range of experiments, and fine microstructures. By adding the low firing agents, the sintering temperature decreased from $1200^{\circ}C$ to $925^{\circ}C$. Based on the results of electrical measurements, the $LiNb_3O_8-TiO_2$ ceramics showed a promising microwave dielectric properties for LTCC applications, those are ${\varepsilon}_r$ (dielectric constant) = 44, Q f (quality factor) = 18000, and ${\tau}_f$ (the temperature coefficient of resonant frequency) = $-1.5\;ppm/^{\circ}C$.

Zinc-borosilicate Glass Frit 첨가에 따른 $0.7Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$ 세라믹스의 마이크로파 유전 특성 (Microwave Dielectric Properties of $0.7Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$ Ceramics Added with zinc-borosilicate Glass Frit)

  • 윤상옥;김관수;조태현;오창용;김찬항;심상흥
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.371-374
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    • 2004
  • 저온동시 소성용(low temperature co-fired ceramics, LTCC) 마이크로파 유전체을 만들기 위해 $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$ 마이크로파 유전체 세라믹스에 zinc-borosililcate glass를 첨가하여 소결 특성과 마이크로파 유전 특성을 조사하였다. $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$$0.7Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$에 zinc-borosilicate를 $5{\sim}30wt%$ 첨가하여 소결한 결과 $875{\sim}925^{\circ}C$에서 동시 소성이 가능한 것으로 확인되었으며 zinc-borosilicate glass의 함량이 증가할수록 저온에서 소성이 가능하였지만 과량의 액상과 2차상이 형성되면서 유전율과 품질계수가 저하되는 경향을 나타내었다. $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$에 5wt%의 zinc-borosilicate를 첨가하여 $900^{\circ}C$에서 소성한 결과 가장 우수한 유전 특성$(\epsilon_r=17.45,\;Q{\times}f_0=5487)$을 나타내었고, 유전율을 높이기 위해 $CaTiO_3$를 0.3mol% 첨가한 $0.7Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$에 10wt%의 zinc-borosilicate를 첨가하여 $925^{\circ}C$에서 소성한 결과 가장 우수한 유전특성$(\epsilon_r=44.92,\;Q{\times}f_0=5567)$을 나타내었다.

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가운데 도파로 입사된 $Ti:LiNbO_3$ 세 도파로 광스위치의 설계 및 제작 (Design of $Ti:LiNbO_3$ Three-Waveguide Optical Switch with Center-Waveguide Fed)

  • 허창열;한영탁;김창민
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권6호
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    • pp.64-71
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    • 2000
  • 등간격, 동일 구조의 $Ti:LiNbO_3$ 세 도파로를 이용한 광스위치를 설계하고 제작하였다. 공도파로는 z-cut $LiNbO_3$ 기판상에 Ti를 내부 확산시켜 제작하였다. TM 모드 전파 손실을 줄이기 위하여 도파로 위에 $SiO_2$ 박막을 증착시킨 후, 광스위칭을 위하여 CPW(Coplanar Waveguide)구조 Al 전극을 형성시켰다. 가운데 도파로에 입사된 ${\lambda}=1.3{\mu}m$ 광에 대하여 세 도파로가 대칭적으로 detuning 되도록 전계 인가시 광 스위칭이 일어남을 확인하였다.

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$Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-CaTiO_3$계 세라믹스의 마이크로파 유전특성 (Microwave Dielectric Properties $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-CaTiO_3$ ceramic systems)

  • 윤상옥;김대민;심상흥;강기성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.139-142
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    • 2003
  • Microwave dielectric properties of $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-CaTiO_3$ ceramic systems were investigated with calcination temperatures and amounts of $CaTiO_3$ in the range of 0.2 to 0.4mol. $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$ ceramics having orthorhombic crystal structure could be synthesized at $750^{\circ}C$ and sintered well at $1250^{\circ}C$. They showed the dielectric constant of 26, quality factor($Q{\times}f_o$) of 13,000 and temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_f$) of $-49{\pm}2ppm/^{\circ}C$ With adding the $CaTiO_3$ amount the dielectric constant and ${\tau}_f$ increased due to the solute of $CaTiO_3$ but the quality factor decreased. The 0.7$Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$ ceramic showed the dielectric constant of 44, quality factor($Q{\times}f_o$) of 12,000 and ${\tau}_f$ of $-9{\pm}1ppm/^{\circ}C$.

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Chemical Design of Highly Water-Soluble Ti, Nb and Ta Precursors for Multi-Component Oxides

  • Masato Kakihana;Judith Szanics;Masaru Tada
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권8호
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    • pp.893-896
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    • 1999
  • Novel citric acid based Ti, Nb and Ta precursors that are highly stable in the presence of water were developed. No alkoxides of Ti, Nb and Ta were utilized in the preparation, instead much less moisture-sensitive metallic Ti, NbCl5 and TaCl5 were chosen as starting chemicals for Ti, Nb and Ta, respectively. The feasibility of these chemicals as precursors is demonstrated in the powder synthesis of BaTi4O9, Y3NbO7 and LiTaO3. The water-resistant Ti precursor was employed as a new source of water-soluble Ti in the amorphous citrate method, and phase pure BaTi4O9 in powdered form was successfully synthesized at 800 ?. The Pechini-type polymerizable complex method using the water-resistant Nb and Ta precursors was applied to the synthesis of Y3NbO7 and LiTaO3, and both the powder materials in their pure form were successfully synthesized at reduced tempera-tures, viz. 500-700 ?. The remarkable retardation of hydrolysis of these water-resistant precursors is explained in terms of the partial charge model theory.

스트레인광학효과를 이용한 2×2Ti:LiNbO3 삽입/분기 집적광학 멀티플렉서 (2×2Ti:LiNbO3 Integrated Optical Add/Drop Multiplexers utilizing Strain-Optic Effect)

  • 정홍식;최용욱
    • 한국광학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.430-436
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    • 2006
  • 1550nm 파장대역에서 편광에 관계없이 동작하는 $Ti:LiNbO_3\;2{\times}2$ 삽입/분기 광 멀티플렉서를 구현하였다. 소자는 두 개의 입 출력 광도파로, 두 개의 편광모드분리기, 두 개의 편광모드 변환기 그리고 전기광학효과로 파장을 가변시킬 수 있는 전극으로 구성되었다. TE, TM 편광에 대해서 단일모드 특성을 갖는 채널 광도파로는 x-cut $LiNbO_3$에 Ti 확산 방법으로 제작하였으며, 채널 광도파로 위에 배열된 $SiO_2$ 패드의 전단 스트레인을 이용하여 위상정합 편광모드변환기를 구현하였다. 한편 전기광학효과를 이용하여 파장을 가변시키기 위해서 전압을 인가하여 광도파로의 복 굴절률을 변화시켰다. 0.094nm/V 파장가변률과 최대 17nm 파장을 가변시켰으며, 8.2dB 부 모드레벨과 3.72nm FWHM을 측정하였다.