Niobát lithný (LiNbO₃, zkráceně LN) je multifunkční a víceúčelový umělý krystal který integruje vynikající elektro-optické, akusticko-optické, elasticko-optické, piezoelektrické, pyroelektrické, fotorefrakční efekt a další fyzikální vlastnosti. Krystal LN patří do trigonálního krystalového systému s feroelektrickou fází při pokojové teplotě, 3m bodová skupina a R3c vesmírná skupina. V roce 1949 Matthias a Remeika syntetizovali LN monokrystal a v roce 1965 Ballman úspěšně vyrostl krystal LN větší velikosti.

In sedmdesátá léta LN crystaly se začaly používat při přípravě elektro-optických Q-spínačů. LN krystaly mají výhodu nenavlhčení, nízkého půlvlnného napětí, laterální modulace, snadnou výrobu elektrod, pohodlné použití a údržbu atd., ale jsou náchylné k fotorefrakčním změnám a mají nízké prahy poškození laserem. Zároveň obtížnost přípravy krystalů vysoké optické kvality vede k nerovnoměrné kvalitě krystalů. Na dlouhou dobu,Krystaly LN mají byly použity pouze v některých nízkých nebo laserové systémy středního výkonu 1064 nm.

Aby bylo možné vyřešit problém fotorefrakční účinek, hodně práces have byla provedena. Protože běžně používaný LN krystalje vyvinut společností eutektický poměr stejného složení z pevná látka-kapalina stát, tzde jsou defekty, jako jsou volné pozice lithia a anti-niob v krystalu. Je snadné upravit vlastnosti krystalu změnou složení a dopováním. v roce 1980to’s zjistili, že dopingové krystaly LN s obsahem hořčíku vyšším než 4,6 % mols a odolnost proti foto-poškození o více než jeden řád. Byly také vyvinuty další anti-fotorefrakční dotované LN krystaly, jako je zinek, skandium, indium, hafnium, zirkonium, atd. Protože dopoval LN má špatnou optickou kvalitua vztah mezi fotorefrakcí a laserovým poškozením je nedostatečný výzkum, má to nebyl široce používán.

Vyřešit problémy existující při růstu velkoprůměrových krystalů LN vysoké optické kvality, výzkumníci vyvinul v roce 2004 počítačový řídicí systém, který lépe vyřešil problém vážného zpoždění v řízení během růstu velkých LN. Úroveň kontroly stejného průměru byla výrazně zlepšena, což překonává náhlou změnu průměru způsobenou špatnou kontrolou procesu růstu krystalu a výrazně zlepšuje optickou jednotnost krystalu. Optická jednotnost 3 palcech LN krystal je lepší než 3×10⁻⁵ cm⁻¹.

V roce 2010, výzkumníknavrhl, že napětí v krystalu LN je hlavním důvodem špatné teplotní stability LN elektro-optický Q-spínač. Na základě počítače-ovládáno technologie stejného průměru pro růst vysoce optické kvality LN krystalu, speciální proces tepelného zpracování se používá ke snížení zbytků polotovaru. V roce 2013,někdo navrhl to, jako vnitřní stres, vnější upínací napětí má stejný vliv na tteplotní stabilita elektrooptické Q-spínací aplikace krystalu LN. Vyvinuli se an elastická montážní technologie k překonání problému vnějšího napětí způsobeného tradičním tuhým upínáním a tato technika byl propagován a aplikován v řadě laserů 1064 nm.

Zároveň proto, že LN krystal má široký pásmo propustnosti světla a velký efektivní elektrooptický koeficient, lze jej použít v laserových systémech se středním infračerveným vlnovým pásmem, jako jsou 2 μm a 2,28 μm.

Na dlouhou dobu, i když hodně práces have byly provedeny na krystalech LN, stále chybí systematický výzkum LN’s infračervené fotorefrakční vlastnosti, vlastní práh poškození laserem a mechanismus vlivu dopingu na práh poškození. Aplikace elektro-optického Q-spínáníkrystalu LN přineslo mnoho zmatků. Současně je složení krystalů LN složité a typy a množství defektů jsou bohaté, což má za následek různéce vyráběné různými pecemi, různé šarže a dokonce i různé části téhož kus křišťálu. V kvalitě krystalů mohou být velké rozdíly. Je obtížné kontrolovat výkonnostní konzistenci elektrooptických Q-spínaných zařízení, což také do určité míry omezuje použití elektrooptického Q-spínání LN krystalů.

Vysoce kvalitní článek LN Pockels vyrobený společností WISOPTIC