Liitiumniobaat (LiNbO₃, lühendatult LN) on multifunktsionaalne ja mitmeotstarbeline tehiskristall mis ühendab suurepärased elektro-optilised, akusto-optilised, elasts-optilised, piesoelektrilised, püroelektrilised, fotorefraktsiooniefektid ja muud füüsikalised omadused. LN-kristall kuulub trigonaalsesse kristallisüsteemi, ferroelektrilise faasiga toatemperatuuril, 3m punktirühm ja R3c ruumirühm. 1949. aastal sünteesisid Matthias ja Remeika LN monokristalli ning 1965. aastal kasvatas Ballman edukalt suurema suurusega LN kristalli.

In 1970ndad LN crystalle hakati kasutama elektrooptiliste Q-lülitite valmistamisel. LN-kristallide eelisteks on vedeldumatus, madal poollainepinge, külgsuunaline modulatsioon, lihtne elektroodid, mugav kasutamine ja hooldus jne, kuid need on altid fotorefraktiivsetele muutustele ja neil on madal laserkahjustuse lävi. Samal ajal põhjustab kõrge optilise kvaliteediga kristallide valmistamise raskus ebaühtlase kristallide kvaliteedini. Pikka aega,LN kristallidel on kasutatud vaid mõnel madalal või keskmise võimsusega 1064 nm lasersüsteemid.

Selleks, et lahendada probleem fotorefraktiivne mõju, palju tööds have läbi viidud. Kuna tavaliselt kasutatav LN-kristallon välja töötanud sama koostisega eutektiline suhe kohta tahke-vedelik osariik, tsiin on sellised defektid nagu liitiumi vabad kohad ja anti-nioobium kristallis. Kristalli omadusi on lihtne reguleerida koostist ja dopingut muutes. 1980. aastalseda’s leidis, et doping LN kristallid magneesiumisisaldusega üle 4,6 mol% suurenevads a vastupidavus fotokahjustustele rohkem kui ühe suurusjärgu võrra. Samuti on välja töötatud teisi fotorefraktsioonivastaseid legeeritud LN-kristalle, näiteks tsingiga legeeritud, skandiumiga legeeritud, indiumiga legeeritud, hafniumiga legeeritud, tsirkooniumiga legeeritud, jne. Sest dopinguga LN-i optiline kvaliteet on halbning seos fotorefraktsiooni ja laserkahjustuse vahel on uuringute puudumine, sellel on pole laialdaselt kasutatud.

Lahendada suure läbimõõduga kõrge optilise kvaliteediga LN-kristallide kasvuga seotud probleemid, uurijad töötas 2004. aastal välja arvutijuhtimissüsteemi, mis lahendas paremini suurte kontrollide kasvu ajal tekkinud tõsise viivituse probleemi. LN. Võrdse läbimõõdu kontrolli tase on oluliselt paranenud, mis ületab järsu läbimõõdu muutuse, mis on põhjustatud kristallide kasvuprotsessi halvast juhtimisest, ja parandab oluliselt kristalli optilist ühtlust. 3 tolli optiline ühtlusptk LN-kristall on parem kui 3×10⁻⁵ cm⁻¹.

2010. aastal uurijas tegi ettepaneku, et LN-kristalli pinge on temperatuuri halva stabiilsuse peamine põhjus LN elektrooptiline Q-lüliti. Arvuti baasil- kontrollitud võrdse läbimõõduga tehnoloogia kõrge optilise kvaliteediga LN-kristalli kasvatamiseks, tooriku jääkide vähendamiseks kasutatakse spetsiaalset kuumtöötlusprotsessi. 2013. aastalkeegi tegi selle ettepaneku, kui sisemine stress, väline kinnituspinge on sama mõju tLN-kristalli elektro-optilise Q-lülitusrakenduse temperatuuristabiilsus. Nad arenesid an elastse montaaži tehnoloogia, et ületada traditsioonilisest jäigast kinnitusest põhjustatud välispinge probleem ja seda tehnikat on reklaamitud ja rakendatud 1064 nm laserite seerias.

Samal ajal, kuna LN kristallil on lai valguse läbilaskvusriba ja suur efektiivne elektro-optiline koefitsient, seda saab kasutada keskmise infrapuna laineriba lasersüsteemides, näiteks 2 μm ja 2,28 μm.

Pikka aega, kuigi tööd paljus have LN-kristallidega läbi viidud, on endiselt puudu süstemaatilisest uuringust LN’s infrapuna fotorefraktsiooni omadused, sisemise laseri kahjustuse lävi ja dopingu mõju mehhanismi kahjustuslävele. Elektro-optilise Q-lülituse rakendamineLN kristallist on toonud palju segadust. Samal ajal on LN-kristallide koostis keeruline ning defektide tüübid ja kogused on rohked, mille tulemuseks once toodetud erinevate ahjudega, erinevad partiid ja isegi sama erinevad osad kristalli tükk. Kristallide kvaliteedis võib esineda suuri erinevusi. Elektrooptiliste Q-lülitusega seadmete jõudluse järjepidevust on raske kontrollida, mis piirab teatud määral ka LN-kristallide elektro-optilise Q-lülituse rakendamist.

Kvaliteetne LN Pockelsi rakk, mille on valmistanud WISOPTIC