Niobát lítny (LiNbO₃, skrátene LN) je multifunkčný a viacúčelový umelý kryštál ktoré integruje vynikajúce elektro-optické, akusticko-optické, elasticko-optické, piezoelektrické, pyroelektrické, fotorefrakčný efekt a ďalšie fyzikálne vlastnosti. Kryštál LN patrí do trigonálneho kryštálového systému s feroelektrickou fázou pri izbovej teplote, 3m bodová skupina a R3c vesmírna skupina. V roku 1949 Matthias a Remeika syntetizovali LN monokryštál a v roku 1965 Ballman úspešne vypestoval väčší LN kryštál.

In 70. rokoch 20. storočia LN crystaly sa začali používať pri príprave elektro-optických Q-spínačov. LN kryštály majú výhodu nenavlhnutia, nízkeho polvlnového napätia, laterálnej modulácie, ľahkej výroby elektród, pohodlného používania a údržby atď., ale sú náchylné na fotorefrakčné zmeny a majú nízke prahy poškodenia laserom. Náročnosť prípravy kryštálov vysokej optickej kvality zároveň vedie k nerovnomernej kvalite kryštálov. na dlhú dobu,Kryštály LN majú používané len v niektorých nízkych alebo laserové systémy so stredným výkonom 1064 nm.

S cieľom vyriešiť problém fotorefrakčný účinok, veľa práces have bola vykonaná. Pretože bežne používaný LN kryštálje vyvinutý spoločnosťou eutektický pomer rovnakého zloženia z tuhá látka-kvapalina štát, ttu sú defekty ako voľné miesta lítia a anti-niób v kryštáli. Je ľahké upraviť vlastnosti kryštálu zmenou zloženia a dopingu. V roku 1980to’s zistili, že dopingové kryštály LN s obsahom horčíka vyšším ako 4,6 % mols na odolnosť voči foto-poškodeniu o viac ako jeden rád. Boli vyvinuté aj iné anti-fotorefrakčné dopované LN kryštály, ako napríklad dopované zinkom, skandiom, indiom, hafniom, zirkóniom, atď. Pretože dopoval LN má slabú optickú kvalitua vzťah medzi fotorefrakciou a laserovým poškodením je nedostatočný výskum, má nebol široko používaný.

Vyriešiť problémy pri raste kryštálov LN s veľkým priemerom a vysokej optickej kvality, výskumníkov vyvinul v roku 2004 počítačový riadiaci systém, ktorý lepšie vyriešil problém závažného oneskorenia v riadení počas rastu veľkých LN. Úroveň kontroly rovnakého priemeru sa výrazne zlepšila, čo prekonáva náhlu zmenu priemeru spôsobenú zlou kontrolou procesu rastu kryštálu a výrazne zlepšuje optickú jednotnosť kryštálu. Optická jednotnosť 3 palcovch Kryštál LN je lepší ako 3×10⁻⁵ cm⁻¹.

V roku 2010, výskumníknavrhol, že napätie v kryštáli LN je hlavným dôvodom zlej teplotnej stability LN elektro-optický Q-spínač. Na základe počítača-kontrolovaný technológia rovnakého priemeru na pestovanie vysoko optickej kvality LN kryštálov, špeciálny proces tepelného spracovania sa používa na zníženie zvyškov blanku. V roku 2013,niekto navrhol to, ako vnútorný stres, vonkajšie upínacie napätie má rovnaký vplyv na tteplotná stabilita elektrooptickej Q-spínacej aplikácie kryštálu LN. Rozvinuli sa an elastická montážna technológia na prekonanie problému vonkajšieho napätia spôsobeného tradičným tuhým upínaním a túto techniku bol propagovaný a aplikovaný v sérii 1064 nm laserov.

Zároveň, pretože kryštál LN má široký pásmo priepustnosti svetla a veľký efektívny elektrooptický koeficient, možno ho použiť v laserových systémoch so stredným infračerveným vlnovým pásmom, ako sú 2 μm a 2,28 μm.

Na dlhú dobu, aj keď veľa práces have sa uskutočnili na kryštáloch LN, stále chýba systematický výskum LN’s infračervené fotorefrakčné vlastnosti, vlastný prah poškodenia laserom a mechanizmus vplyvu dopingu na prah poškodenia. Aplikácia elektro-optického Q-spínaniaLN kryštálu priniesol veľa zmätku. Súčasne je zloženie kryštálov LN zložité a typy a množstvá defektov sú bohaté, čo vedie k rôznymce vyrábané rôznymi pecami, rôzne šarže a dokonca aj rôzne časti toho istého kus kryštálu. V kvalite kryštálov môžu byť veľké rozdiely. Je ťažké kontrolovať konzistentnosť výkonu elektrooptických Q-spínaných zariadení, čo tiež do určitej miery obmedzuje použitie elektrooptického Q-spínania kryštálov LN.

Vysoko kvalitná bunka LN Pockels vyrobená spoločnosťou WISOPTIC