铁电晶体光纤研究进展

doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2026.0104

人工晶体学报 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (8): 1192-1205.DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2026.0104

铁电晶体光纤研究进展

孙敏, 马天琦, 庞于立, 路旭, 庄永勇, 魏晓勇, 徐卓()

西安交通大学电子科学与工程学院，电子陶瓷与器件教育部重点实验室，西安 710049

收稿日期:2026-05-26 出版日期:2026-08-20 发布日期:2026-08-26
通信作者: 徐卓，博士，教授。E-mail：xuzhuo@mail.xjtu.edu.cn
作者简介:孙敏（1991—），男，江西省人，博士，副研究员。西安交通大学电子科学与工程学院副研究员、硕士生导师。主要从事功能晶体光纤及器件、能量转换材料及器件等研究。以第一作者或通信作者在Advanced Materials、Acta Materialia、Advanced Optical Materials等学术期刊发表论文50余篇。主持或参与国家自然科学基金、国家重点研发计划等多个项目。E-mail：jxsunmin@xjtu.edu.cn
徐卓，西安交通大学电子科学与工程学院教授、博士生导师。长期致力于高性能压电单晶、功能陶瓷、超材料等领域研究。在Nature、Science等高水平学术期刊发表科研论文700余篇，曾获国家自然科学二等奖、教育部自然科学一等奖、中国专利金奖等。
基金资助:
中央高校基金(xpt012026017);中央高校基金(xzy012023167)

Research Progress on Ferroelectric Crystal Fibers

SUN Min, MA Tianqi, PANG Yuli, LU Xu, ZHUANG Yongyong, WEI Xiaoyong, XU Zhuo()

Electronic Materials Research Laboratory，Key Laboratory of the Ministry of Education，School of Electronic Science and Engineering，Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049，China

Received:2026-05-26 Online:2026-08-20 Published:2026-08-26

摘要/Abstract

摘要： 铁电晶体光纤将铁电材料优异的光学非线性、电光效应和压电性与光纤波导的结构优势相结合，是集成光子学领域的前沿研究方向。本文系统梳理了铁电单晶光纤与铁电微晶光纤的制备技术、材料体系、性能特性与应用进展。在制备技术方面，激光加热基座（LHPG）法和微下拉（μ-PD）法可实现高质量单晶光纤的生长，原位析晶法和低温复合法为微晶复合光纤的制备提供了可规模化生产的通用方法。在材料体系方面，铌酸锂、钽酸锂和弛豫铁电单晶代表了铁电单晶光纤的主流方向，而铁电微晶光纤则通过原位析晶或低温复合将铁电微晶嵌入玻璃基质中，赋予光纤二阶非线性功能。在非线性光学应用上，周期极化铁电单晶光纤可实现高效率准相位匹配二次谐波产生，而随机分布的铁电微晶光纤得益于随机准相位匹配机制，呈现出宽带、偏振鲁棒的频率转换特性。此外，铁电晶体光纤在非线性频率转换、电光调制及能量收集等领域也展现出广阔的应用前景。本文最后讨论了该领域面临的关键科学问题与挑战，并对未来发展方向进行了展望。

关键词: 铁电晶体光纤; 相位匹配; 二阶非线性; 电光调制; 能量收集

Abstract: Ferroelectric crystal fibers combine the excellent optical nonlinearity， electro-optic effect， and piezoelectric property of ferroelectric materials with the structural advantages of fiber waveguides， which is a cutting-edge research direction in the field of integrated photonics. In this paper， the preparation techniques， material systems， performance characteristics， and application progress of ferroelectric single-crystal fibers and ferroelectric microcrystalline fibers are systematically reviewed. In terms of preparation techniques， laser-heated pedestal growth （LHPG） and micro-pulling-down （μ-PD） methods can realize the growth of high-quality single-crystal fibers， while in-situ crystallization and low-temperature composition methods provide a general method for large-scale production of microcrystalline composite fibers. Regarding material systems， lithium niobate， lithium tantalate， and relaxor ferroelectric single-crystals represent the mainstream directions for ferroelectric single-crystal fibers. Ferroelectric microcrystalline fibers， on the other hand， embed ferroelectric microcrystals into a glass matrix via in-situ crystallization or low-temperature composition， thereby endowing the fibers with second-order nonlinear optical functionality. In nonlinear optical applications， periodically poled ferroelectric single-crystal fibers can achieve high-efficiency quasi-phase-matching second-harmonic generation. Randomly distributed ferroelectric microcrystalline fibers， benefiting from random quasi-phase-matching mechanisms， exhibit broadband and polarization-robust frequency conversion characteristics. Additionally， ferroelectric crystal fibers also show broad application prospects in nonlinear frequency conversion， electro-optic modulation， energy harvesting， and other fields. Finally， this paper discusses the key scientific issues and challenges in this field and provides an outlook on future development directions.

Key words: ferroelectric crystal fiber; phase matching; second-order nonlinear; electro-optic modulation; energy harvesting

中图分类号:

TN253

孙敏, 马天琦, 庞于立, 路旭, 庄永勇, 魏晓勇, 徐卓. 铁电晶体光纤研究进展[J]. 人工晶体学报, 2026, 55(8): 1192-1205.

SUN Min, MA Tianqi, PANG Yuli, LU Xu, ZHUANG Yongyong, WEI Xiaoyong, XU Zhuo. Research Progress on Ferroelectric Crystal Fibers[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2026, 55(8): 1192-1205.

图/表 8

图1 铁电晶体光纤的分类、制备方法（包括LHPG、μ-PD［17］、原位析晶和低温复合法［18］等）和主要应用（包括非线性频率转换、电光调制与光开关［19］及机电耦合与能量收集［20］等）

Fig.1 Classification， preparation methods （including LHPG， μ-PD［17］， in-situ crystallization and low-temperature composition methods［18］， etc.） and main applications （including nonlinear frequency conversion， electro-optic modulation and optical switching［19］， as well as electromechanical coupling and energy harvesting［20］， etc.） of ferroelectric crystal fibers

图2 LHPG与μ-PD法制备铁电单晶光纤。（a）嵌入ITO电极的双层包覆LiNbO3单晶光纤的显微照片［19］；（b）Pr3+掺杂LiTaO3单晶纤维及其在静止生长过程中的熔融区域及纤维的切割和抛光端的横截面［41］；（c）不同浓度Er掺杂的LiNbO3单晶光纤实物照片［44］；（d）μ-PD法制备的Fe∶LiNbO3单晶光纤实物照片［45］；（e）生长过程中固-液界面的视图［47］

Fig.2 Ferroelectric single-crystal fibers fabricated using LHPG and μ-PD methods. （a） Micrograph of double-cladding LiNbO3 single-crystal fiber with embedded ITO electrodes［19］；（b） Pr3+ doped LiTaO3 single-crystal fibers and their molten zone under stationary growth process， as well as fiber cross-section of cleaved and polished ends［41］；（c） physical photographs of Er doped LiNbO3 single-crystal fibers with different concentrations［44］；（d） physical photographs of Fe doped LiNbO3 single-crystal fibers fabricated by μ-PD method［45］；（e） view of the solid-liquid interface during growth process［47］

图3 原位析晶法制备铁电微晶光纤。（a）不同热处理条件下获得光纤的光学显微照片［61］；（b）熔芯法的示意图及光纤的横截面图像、元素微探针成像（EPMA）图像及在850 ℃下加热处理5 h后得到的光纤透射电子显微镜（TEM）照片［62］

Fig.3 Ferroelectric microcrystalline fibers fabricated by in-situ crystallization method. （a） Optical micrographs of fibers obtained under different heat treatment conditions［61］；（b） schematic diagram of melt-in-tube fiber drawing technique and cross section images， EPMA images of fibers and TEM images of fibers with a heating treatment at 850 ℃ for 5 h［62］

图4 低温复合法制备铁电微晶光纤。（a）偏光显微镜下熔融10Li2O-10Na2O-80TeO2玻璃粉末和LiNbO3晶体实物照片及用石英玻璃棒拉出的粘性熔体获得的LiNbO3掺杂玻璃光纤照片［63］；（b）PIN-PMN-PT基铁电微晶玻璃复合光纤的纤芯玻璃及光纤实物照片［64］；（c）BaTiO3基铁电纳米晶玻璃复合光纤端面和侧面的显微照片［65］

Fig.4 Ferroelectric microcrystalline fibers fabricated by low-temperature composition method. （a） Polarization microscope photographs of molten 10Li2O-10Na2O-80TeO2 glass powders and LiNbO3 crystals and LiNbO3 doped glass fibers obtained by pulling viscous melt using a quartz glass rod［63］；（b） physical photographs of core glass and fiber of PIN-PMN-PT based ferroelectric microcrystalline glass composite fiber［64］；（c） microscopic photos of end and side surfaces of BaTiO3 based ferroelectric nanocrystalline glass composite fiber［65］

图5 频率转换。（a）前驱体光纤和光纤在850 ℃下经5 h热处理后的光谱，图中插图为使用1 030 nm飞秒激光照射的光纤图像［62］；（b）左侧为发射光谱与泵浦光谱的对比，插图展示了经过泵浦处理后的样品发光情况，右侧为SHG与泵浦功率之间的关系，决定系数R2=0.998［66］；（c）上方为GaSe集成微纤维中SHG和SFG运作原理的示意图，插图展示了该光纤装置中SHG和SFG的能量图，下方为与入射功率成正比的SHG强度的对数-对数图，拟合斜率为2.0±0.01［69］；（d）在恒定500 μW泵浦功率下，对GC-695微球腔在900~1 200 nm泵浦波长范围所记录的SHG光谱进行分析，插图分别为不同泵浦波长下的光学显微镜图像，比例尺为10 μm，左上方插图为微球腔的扫描电子显微镜（SEM）照片［60］

Fig.5 Frequency conversion. （a） Spectra of precursor fiber and fiber heat treatment at 850 ℃ for 5 h， inset is image of fiber irradiated using 1 030 nm femtosecond laser［62］；（b） left is emission spectrum compared to pump spectrum， inset shows luminescence of sample after pump treatment， and right is dependence of SHG on pump power， R2=0.998［66］；（c） upper part shows a schematic of operation principle of SHG and SFG from GaSe-integrated microfiber， inset shows energy diagrams of SHG and SFG in fiber device， and below is a log-log plot of SHG intensity proportional to incident power， with a fitting slope of 2.0±0.01［69］；（d） SHG spectra of GC-695 microsphere cavity recorded at pump wavelengths from 900 nm to 1 200 nm at a constant pump power of 500 μW， insets are optical microscope images at different pump wavelengths， scale bar is 10 μm， and upper left inset shows SEM images of microsphere cavity［60］

图6 电光调制。（a）左侧为含In2O3-SnO电极的双包层LiNbO3单晶光纤的电极布局示意图，右侧为四种不同类型样品的输出功率与施加电压的关系［19］；（b）左侧为LiNbO3薄膜电光调制器剖面结构示意图，右侧为LiNbO3薄膜电光调制器归一化光透射率随驱动电压的变化曲线［2］；（c）左侧为调制器横截面的示意图，右侧为模拟的电场图［71］

Fig.6 Electro-optic modulation. （a） Left is schematic diagram of electrode layout in In2O3-SnO electrode-embedded double-cladding LiNbO3 single-crystal fiber， and right is plots of output power versus applied voltage for four different types of samples［19］；（b） left is a schematic diagram of profile structure of LiNbO3 thin-film eletro-optic modulators， and right is normalized optical transmission curve of LiNbO3 thin-film electro-optic modulator versus driving voltage［2］；（c） left is a schematic diagram of cross-sectional of modulator， and right is electrical field of simulation［71］

图7 能量收集。（a）左侧为带有电接触点的聚合物板上的LiTaO3（LTO）纤维及用于表征压电发电器件特性的测量系统示意图，右侧为在1 V偏置电压下，处于压缩和拉伸状态时的波谱图［20］；（b）用于制备柔性互感式纳米传感器的P（VDF-TrFE）纳米纤维的示意图、SEM照片及能量收集装置的输出信号电压/电流随时间的变化曲线［72］；（c）Ce掺杂的BTO纳米纤维和用于能量收集的柔性器件的制造步骤示意图及装置的电压/电流随时间的变化曲线［73］

Fig.7 Energy harvesting. （a） Left is schematic diagram of LiTaO3 fiber on polymer plate with electrical contact point and measurement system used to characterize properties of piezoelectric generator， and right is spectrum at 1 V under compression and stretching［20］；（b） schematic diagram of P（VDF-TrFE） nanofibers for preparation of flexible interdigital electrode type nano sensor， SEM images， and curves showing variation of output signal voltage/current of energy harvesting device versus time［72］；（c） schematic diagram of fabrication steps of Ce-doped BTO nanofiber and flexible device for energy harvesting， and voltage/current curves of device versus time［73］

表1 铁电单晶光纤与铁电微晶光纤性能对比

Table 1 Performance comparison between ferroelectric single-crystal fibers and ferroelectric microcrystalline fibers

性能指标	铁电单晶光纤	铁电微晶光纤
二阶非线性系数（d₃₃，pm/V）	LiNbO₃：~27^［74］	LiNbO₃、LiTaO₃等微晶玻璃：约为单晶的10%~50%^［66］
传输损耗（dB/cm@1 550 nm）	LiNbO₃单晶光纤：损耗~0.89^［19］	Ba₂TiSi₂O₈等微晶玻璃光纤：损耗~1^［62］
制备可扩展性	LHPG法生长单晶纤维^［28］：长度小于10 cm	热拉丝方法可连续制备米级微晶玻璃光纤^［61］
非线性频率转换	周期极化铌酸锂（PPLN）等：内部转换最高效率约40%^［75］	RQPM或转角QPM等：目前最高效率约5%^{［50，59，76］}
电光调制	LiNbO₃单晶光纤：半波电压~6.6 V，有效电光系数~20 pm/V^［19］
压电能量收集	LiNbO₃单晶光纤：压电发电功率~30 μW（1 V偏置电压下）^［39］

参考文献 76

[1]	XU X Y， WANG T X， CHEN P C， et al. Femtosecond laser writing of lithium niobate ferroelectric nanodomains［J］. Nature， 2022， 609（7927）： 496-501. DOI
[2]	WANG C， ZHANG M， CHEN X， et al. Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating at CMOS-compatible voltages［J］. Nature， 2018， 562（7725）： 101-104. DOI
[3]	ZHANG M， BUSCAINO B， WANG C， et al. Broadband electro-optic frequency comb generation in a lithium niobate microring resonator［J］. Nature， 2019， 568（7752）： 373-377. DOI
[4]	LOUISET A， SCHAMM-CHARDON S， KONONCHUK O， et al. Origin of strain in H⁺ ion implanted LiTaO₃ single crystals［J］. APL Materials， 2025， 13（11）： 111109. DOI URL
[5]	TAKAMOTO M， TOYAMA S， SEKI T， et al. Real-space observation of polarization induced charges at nanoscale ferroelectric interfaces［J］. Science Advances， 2025， 11（24）： eadu8021.
[6]	TAN J J， YAN J F， FENG X， et al. In situ refractive index buffering strategy for transparent LiTaO₃ glass composites with high crystallinity［J］. Advanced Functional Materials， 2026， 36（49）： e75812.
[7]	COHEN R E. Origin of ferroelectricity in perovskite oxides［J］. Nature， 1992， 358（6382）： 136-138. DOI
[8]	ACOSTA M， NOVAK N， ROJAS V， et al. BaTiO₃-based piezoelectrics： fundamentals， current status， and perspectives［J］. Applied Physics Reviews， 2017， 4（4）： 041305.
[9]	HOANG L P， PESQUERA D， HINSLEY G N， et al. Ultrafast decoupling of polarization and strain in ferroelectric BaTiO₃ ［J］. Nature Communications， 2025， 16： 7966. DOI
[10]	LI F， CABRAL M J， XU B， et al. Giant piezoelectricity of Sm-doped Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃-PbTiO₃ single crystals［J］. Science， 364（6437）： 264-268. DOI URL
[11]	QIU C R， WANG B， ZHANG N， et al. Transparent ferroelectric crystals with ultrahigh piezoelectricity［J］. Nature， 2020， 577（7790）： 350-354. DOI
[12]	ZHANG S J， LI F， JIANG X N， et al. Advantages and challenges of relaxor-PbTiO₃ ferroelectric crystals for electroacoustic transducers： a review［J］. Progress in Materials Science， 2015， 68： 1-66. DOI URL
[13]	FEJER M M， MAGEL G A， JUNDT D H， et al. Quasi-phase-matched second harmonic generation： tuning and tolerances［J］. IEEE Journal of Quantum Electronics， 1992， 28（11）： 2631-2654. DOI URL
[14]	ARMSTRONG J A， BLOEMBERGEN N， DUCUING J， et al. Interactions between light waves in a nonlinear dielectric［J］. Physical Review， 1962， 127（6）： 1918-1939. DOI URL
[15]	BAUDRIER-RAYBAUT M， HAÏDAR R， KUPECEK P， et al. Random quasi-phase-matching in bulk polycrystalline isotropic nonlinear materials［J］. Nature， 2004， 432（7015）： 374-376. DOI
[16]	ZHANG J W， FRITSCH K， WANG Q， et al. Intra-pulse difference-frequency generation of mid-infrared （2.7-20 μm） by random quasi-phase-matching［J］. Optics Letters， 2019， 44（12）： 2986-2989. DOI URL
[17]	YOSHIKAWA A， NIKL M， BOULON G， et al. Challenge and study for developing of novel single crystalline optical materials using micro-pulling-down method［J］. Optical Materials， 2007， 30（1）： 6-10. DOI URL
[18]	PAN Q W， YANG D D， DONG G P， et al. Nanocrystal-in-glass composite （NGC）： a powerful pathway from nanocrystals to advanced optical materials［J］. Progress in Materials Science， 2022， 130： 100998. DOI URL
[19]	WANG J S， TSENG Y H. ITO electrode-embedded double-cladding single-crystal LiNbO₃ optical fiber［J］. Optics Letters， 2013， 38（4）： 452-454. DOI URL
[20]	ALVES N F E， CARMO F F DO， BARROS C R V， et al. New piezoelectric generator （PG） based on a lithium tantalate （LiTaO₃） monocrystal fiber［J］. Crystal Growth & Design， 2025， 25（14）： 5330-5337. DOI URL
[21]	MOKHTARI F， SAMADI A， RASHED A O， et al. Recent progress in electrospun polyvinylidene fluoride （PVDF）-based nanofibers for sustainable energy and environmental applications［J］. Progress in Materials Science， 2025， 148： 101376. DOI URL
[22]	HE Z C， RAULT F， LEWANDOWSKI M， et al. Electrospun PVDF nanofibers for piezoelectric applications： a review of the influence of electrospinning parameters on the β phase and crystallinity enhancement［J］. Polymers， 2021， 13（2）： 174. DOI URL
[23]	CHANG J， DOMMER M， CHANG C， et al. Piezoelectric nanofibers for energy scavenging applications［J］. Nano Energy， 2012， 1（3）： 356-371. DOI URL
[24]	XUE H， XIONG Z X. The structure and dielectric tunable properties of 〈001〉 preferred oriented BST ceramics prepared by templated grain growth method［J］. Journal of Alloys and Compounds， 2009， 467（1/2）： 338-341. DOI URL
[25]	XIAO Z， REN Z H， XIA Y， et al. Doping and phase transformation of single-crystal pre-perovskite PbTiO₃ fibers with TiO₆ edge-shared octahedra［J］. CrystEngComm， 2012， 14（13）： 4520-4524. DOI URL
[26]	VEENHUIZEN K， MCANANY S， VASUDEVAN R， et al. Ferroelectric domain engineering of lithium niobate single crystal confined in glass［J］. MRS Communications， 2019， 9（1）： 334-339. DOI URL
[27]	STONE A， JAIN H， DIEROLF V， et al. Direct laser-writing of ferroelectric single-crystal waveguide architectures in glass for 3D integrated optics［J］. Scientific Reports， 2015， 5： 10391. DOI PMID
[28]	FEJER M M， NIGHTINGALE J L， MAGEL G A， et al. Laser-heated miniature pedestal growth apparatus for single-crystal optical fibers［J］. Review of Scientific Instruments， 1984， 55（11）： 1791-1796. DOI URL
[29]	FEJER M， BYER R L， FEIGELSON R， et al. Growth and characterization of single crystal refractory oxide fibers［J］. Advances in Infrared Fibers II， 1982， 320： 50-55.
[30]	LUH Y S， FEIGELSON R S， FEJER M M， et al. Ferroelectric domain structures in LiNbO₃ single-crystal fibers［J］. Journal of Crystal Growth， 1986， 78（1）： 135-143. DOI URL
[31]	阙文修，姚　熹，霍玉晶. α轴向生长Nd∶MgO∶LiNbO₃单晶光纤的包层及特性［J］. 人工晶体学报， 1995， 24（3）： 212-216.
	QUE W X， YAO X， HUO Y J. Cladding and characteristics of the α-axis Nd∶MgO∶LiNbO₃ single crystal fiber［J］. Journal of Synthetic Crystals， 1995， 24（3）： 212-216 （in Chinese）.
[32]	阙文修，姚　熹，霍玉晶. LD泵浦的Nd∶MgO∶LiNbO₃单晶光纤腔外倍频激光器［J］. 中国激光， 1995， 22（8）： 561.
	QUE W X， YAO X， HUO Y J. A laser diode pumped Nd∶MgO∶LiNbO₃ single crystal fiber extracavity frequency doubled laser［J］. Chinese Journal of Lasers， 1995， 22（8）： 561 （in Chinese）.
[33]	阙文修，姚　熹，霍玉晶. α轴向Nd∶MgO∶LiNbO₃单晶光纤的镁离子内扩散显微特性研究［J］. 人工晶体学报， 1996， 25（1）： 29-32.
	QUE W X， YAO X， HUO Y J. Micro characteristics of the magnesium diffused the α-axis Nd∶MgO∶LiNbO₃ single crystal fiber［J］. Journal of Synthetic Crystals， 1996， 25（1）： 29-32 （in Chinese）.
[34]	LAI Y J， CHEN J C， LIAO K C. Investigations of ferroelectric domain structures in the MgO∶LiNbO₃ fibers by LHPG［J］. Journal of Crystal Growth， 1999， 198： 531-535.
[35]	CHEN J C， LEE Y C， HU C. Observation of the growth mechanisms of lithium niobate single crystal during a LHPG process［J］. Journal of Crystal Growth， 1997， 174（1/2/3/4）： 313-319. DOI URL
[36]	SUGIYAMA Y， HATAKEYAMA I， YOKOHAMA I. Growth of a-axis strontium barium niobate single crystal fibers［J］. Journal of Crystal Growth， 1993， 134（3/4）： 255-265. DOI URL
[37]	AMIN S A， GUO R， BHALLA A S. Dielectric and thermal expansion properties of LHPG grown potassium lithium niobate single crystals［J］. Ferroelectrics Letters Section， 1999， 25（1/2）： 37-44. DOI URL
[38]	GUO R， JIANG Y， BHALLA A S， et al. Single crystal fibers of rare earth ortho-niobate： growth， ferroelastic property， and domain studies［C］// ISAF '96. Proceedings of the Tenth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics. August 18-21， 1996， East Brunswick， NJ， USA. IEEE， 2002： 899-902.
[39]	CAMPOS R V B， et al. High-performance piezoelectric generator based on a monocrystalline LiNbO₃ fiber［J］. Crystal Growth & Design， 2025， 25（3）： 672-679. DOI URL
[40]	ENILTON A N F， VICTOR B C R， PAULO C D N J， et al. Piezoelectric temperature acoustic sensor of LiNbO₃ crystal fibers operating at radio frequencies［J］. Journal of Crystal Growth， 2024， 643： 127799. DOI URL
[41]	CARMO F FDO， DE AZEVEDO L A F， NASCIMENTO J P CDO， et al. Dual anti-thermal quenching in Pr³⁺-doped LiTaO₃ single-crystal fibers for high-performance optical thermometry［J］. Journal of Alloys and Compounds， 2026， 1050： 185812. DOI URL
[42]	KIMURA H， TANAHASHI R， ZHAO H Y， et al. Crystal growth of alkali metal ion doped potassium niobate fiber single crystals［J］. Optical Materials， 2010， 32（7）： 735-738. DOI URL
[43]	KIMURA H， TANAHASHI R， ZHAO H Y， et al. Weak ferroelectricity of potassium niobate K₄Nb₆O₁₇ single crystal grown by pulling down technique［J］. Materials Letters， 2012， 84： 16-19. DOI URL
[44]	ARCANGELI A， PARISI D， TONCELLI A， et al. Growth and characterization of Er-doped single crystal lithium niobate fibers［J］. Journal of Applied Physics， 2008， 104（10）： 103114. DOI URL
[45]	NOVOSELOV A， RUSO A， FERRIOL M， et al. Micro-pulling-down growth of Fe-doped LiNbO₃ crystal fibers for optical waveguide engraving［J］. Optical Materials， 2010， 32（3）： 456-460. DOI URL
[46]	UDA S， TSUBOTA T. Ionic impurity transport and partitioning at the solid-liquid interface during growth of lithium niobate under an external electric field by electric current injection［J］. Journal of Crystal Growth， 2010， 312（24）： 3650-3657. DOI URL
[47]	KOMATSU R， MASUDA N， UEDA M， et al. KNbO₃ plate crystal grown by micro-pulling-down method from stoichiometric melt［J］. Journal of Crystal Growth， 2014， 401： 772-776. DOI URL
[48]	SILVA M V S， SANTO A M E， BALDOCHI S L， et al. Production and characterization of （K Na）（Nb Cu）O₃ crystal fibers grown by micro-pulling-down method［J］. Ferroelectrics， 2019， 545（1）： 89-96. DOI URL
[49]	TEIXEIRA G F， SELEGHINI H S， BASTOS W B， et al. On the coexistence of ferroelectric and antiferroelectric polymorphs in NaNbO₃ fibers at room temperature［J］. Journal of Materials Chemistry C， 2023， 11（16）： 5524-5533. DOI URL
[50]	MORANDI A， SAVO R， MÜLLER J S， et al. Multiple scattering and random quasi-phase-matching in disordered assemblies of LiNbO₃ nanocubes［J］. ACS Photonics， 2022， 9（6）： 1882-1888. DOI URL
[51]	CENA C R， BEHERA A K， BEHERA B. Structural， dielectric， and electrical properties of lithium niobate microfibers［J］. Journal of Advanced Ceramics， 2016， 5（1）： 84-92. DOI URL
[52]	TARAFDER A， ANNAPURNA K， SAIKIA C R， et al. Structure， dielectric and optical properties of Nd³⁺-doped LiTaO₃ transparent ferroelectric glass-ceramic nanocomposites［J］. Journal of Alloys and Compounds， 2010， 489（1）： 281-288. DOI URL
[53]	FENG X， LUN Y P， JIANG X F， et al. Manipulating nonlinear optical response via domain control in nanocrystal-in-glass composites［J］. Advanced Materials， 2021， 33（17）： 2006482. DOI URL
[54]	SINGH G， SHARMA M， VAISH R. Transparent ferroelectric glass-ceramics for wastewater treatment by piezocatalysis［J］. Communications Materials， 2020， 1： 100.
[55]	PRASAD N S， WANG J， PATTNAIK R K， et al. Preform fabrication and drawing of KNbO₃ modified tellurite glass fibers［J］. Journal of Non-Crystalline Solids， 2006， 352（6/7）： 519-523. DOI URL
[56]	ZHU B， QIAN B， LIU Y， et al. A volumetric full-color display realized by frequency upconversion of a transparent composite incorporating dispersed nonlinear optical crystals［J］. NPG Asia Materials， 2017， 9（6）： e394.
[57]	TAKAHASHI Y， KITAMURA K， BENINO Y， et al. Second-order optical nonlinear and luminescent properties of Ba₂TiSi₂O₈ nanocrystallized glass［J］. Applied Physics Letters， 2005， 86（9）： 091110.
[58]	TAKAHASHI Y， BENINO Y， FUJIWARA T， et al. Optical second order nonlinearity of transparent Ba₂TiGe₂O₈ crystallized glasses［J］. Applied Physics Letters， 2002， 81（2）： 223-225. DOI URL
[59]	SAVO R， MORANDI A， MÜLLER J S， et al. Broadband Mie driven random quasi-phase-matching［J］. Nature Photonics， 2020， 14（12）： 740-747. DOI
[60]	YE S D， CHEN J H， HE J Y， et al. A monolithic microcavity laser with simultaneous upconversion and frequency-doubled lasing via crystal-in-glass engineering［J］. Light： Science & Applications， 2026， 15： 86.
[61]	HANE Y， KOMATSU T， BENINO Y， et al. Transparent nonlinear optical crystallized glass fibers with highly oriented Ba₂TiGe₂O₈ crystals［J］. Journal of Applied Physics， 2008， 103（6）： 063512.
[62]	FANG Z J， XIAO X S， WANG X， et al. Glass-ceramic optical fiber containing Ba₂TiSi₂O₈ nanocrystals for frequency conversion of lasers［J］. Scientific Reports， 2017， 7： 44456. DOI URL
[63]	KIM H G， KOMATSU T， SATO R， et al. Fiber drawing of LiNbO₃-doped mixed alkali tellurite glasses［J］. Journal of the Ceramic Society of Japan， 1995， 103（1202）： 1073-1076. DOI URL
[64]	孙　敏，徐　卓，路　旭，等. 一种PIN-PMN-PT铁电微晶玻璃复合光纤、制备及应用： CN117383817A［P］. 2024-01-12.
	SUN M， XU Z， LU X， et al. Preparation and application of PIN-PMN-PT ferroelectric microcrystalline glass composite optical fiber： CN117383817A［P］. 2024-01-12 （in Chinese）.
[65]	孙　敏，徐　卓，路　旭，等. 一种铁电微纳米晶玻璃、制备及应用： CN117401906B［P］. 2024-11-22.
	SUN M， XU Z， LU X， et al. A ferroelectric micro/nano crystalline glass， preparation and application： CN117401906B［P］. 2024-11-22 （in Chinese）.
[66]	CAO J W， LUN Y P， HUANG X Z， et al. Broadband nonlinear conversion and random quasi-phase-matching in transparent glass composite［J］. Optics Express， 2024， 32（10）： 16712. DOI PMID
[67]	YAN J F， TAN J J， LIN Q H， et al. Na-hybridized LiNbO₃ nanocrystal-glass composites for ultra-short optical pulse detection［J］. Advanced Materials， 2025， 37（21）： 2501131. DOI URL
[68]	LIN Q H， LIN X Q， FENG X， et al. Defect engineering of nanocrystal-in-glass composites for ultrashort optical pulse monitoring［J］. Advanced Optical Materials， 2024， 12（13）： 2302662. DOI URL
[69]	JIANG B Q， HAO Z， JI Y F， et al. High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe［J］. Light： Science & Applications， 2020， 9： 63.
[70]	MA Y X， JIANG B Q， XUAN X， et al. GaSe-doped polymer microfibre for second-order nonlinear optical processes［J］. Light： Advanced Manufacturing， 2024， 5（4）： 637.
[71]	CHANG Y H， HUANG Y C， HUANG D W. Design and simulation of lithium tantalate strip waveguide modulators toward ultrafast and dense photonic integration［C］// Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XXXIV. January 17-23， 2026. San Francisco， USA. SPIE， 2026： 59.
[72]	ZHUANG Y Y， HAN S， LIU W H， et al. An interdigital electrode type sensor based on P（VDF-TrFE） nanofibers［J］. Journal of Alloys and Compounds， 2020， 831： 154657. DOI URL
[73]	ZHUANG Y Y， LI J L， HU Q Y， et al. Flexible composites with Ce-doped BaTiO₃/P（VDF-TrFE） nanofibers for piezoelectric device［J］. Composites Science and Technology， 2020， 200： 108386. DOI URL
[74]	WEIS R S， GAYLORD T K. Lithium niobate： summary of physical properties and crystal structure［J］. Applied Physics A， 1985， 37（4）： 191-203. DOI URL
[75]	NI P G， MA B Q， WANG X H， et al. Second-harmonic generation in two-dimensional periodically poled lithium niobate using second-order quasiphase matching［J］. Applied Physics Letters， 2003， 82（24）： 4230-4232. DOI URL
[76]	LIN K F， YAO G J， SHAO J H， et al. Nonlinear phase-matched van der Waals crystals integrated on optical fibres［J］. Nature Materials， 2026， 25（4）： 581-587. DOI

铁电晶体光纤研究进展

Research Progress on Ferroelectric Crystal Fibers

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[1]	潘凯彦, 蔡和意, 杜清扬, 秦琦, 胡小鹏, 祝世宁. 基于薄膜铌酸锂异质集成硫系玻璃的中红外电光调制器的仿真研究[J]. 人工晶体学报, 2026, 55(2): 173-181.
[2]	郭小天, 梁飞, 于浩海, 张怀金. 基于三阶非线性光学效应实现直接三倍频研究进展[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(10): 1671-1686.
[3]	林锦添, 高仁宏, 管江林, 黎春桃, 姚妮, 程亚. 低损耗薄膜铌酸锂光集成器件的研究进展[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(3): 372-394.
[4]	任怡静, 马新国, 张锋, 陆晶晶, 张力, 王晗. BaTiO₃薄膜的制备及其在电光调制器的应用[J]. 人工晶体学报, 2023, 52(4): 688-700.
[5]	陈海伟, 胡小鹏, 祝世宁. 光学超晶格:从体块到薄膜[J]. 人工晶体学报, 2022, 51(9-10): 1527-1534.
[6]	唐光鑫, 刘旺, 王丽荣, 李云飞, 张玲, 张国春. 非线性光学晶体Na₃La₉O₃(BO₃)₈的高功率纳秒激光三倍频特性研究[J]. 人工晶体学报, 2022, 51(3): 398-403.
[7]	陈家颖, 张新彬, 陈怀熹, 冯新凯, 程星, 马磊, 梁万国. 一种通过梯形PPMgLN波导倍频实现带宽可调谐光源的理论研究[J]. 人工晶体学报, 2022, 51(11): 1830-1835.
[8]	孙杰, 陈怀熹, 张新彬, 冯新凯, 李广伟, 粱万国. 基于级联PPMgLN晶体的双倍/三倍频双波长激光器[J]. 人工晶体学报, 2021, 50(7): 1386-1390.
[9]	王健;程红娟;高彦昭. 长波红外用准相位匹配材料研究进展[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(8): 1397-1404.
[10]	陆镇涛;郭胜平. 硫属卤化物红外二阶非线性光学晶体材料的研究进展[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(8): 1443-1456.
[11]	李丙轩;许珊;廖文斌;张戈;陈玮冬;林长浪;黄凌雄. 粉末紫外二阶非线性光学性能测试研究[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(6): 1030-1033.
[12]	牛晓颖;王文杰;周春花. 短程有序双周期非线性光子晶体中宽带级联三次谐波产生的研究[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(5): 1389-1393.
[13]	商继芳;孙军;张勇军;杨金凤;李清连;张玲;许京军. 一种锥光干涉和近光轴调制结合测量晶体电光系数的方法[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(11): 2925-2930.
[14]	王文杰;牛晓颖;周春花. 短程有序结构中宽带二次谐波产生的研究[J]. 人工晶体学报, 2014, 43(5): 1252-1256.
[15]	杨登辉;赵北君;朱世富;陈宝军;何知宇;曹礼强;陈成. 磷锗锌晶体器件定向加工研究[J]. 人工晶体学报, 2013, 42(12): 2477-2481.