锂铷钡铝硼氧氟和锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体及制备方法和用途与流程

文档序号:12699661阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种化合物锂铷钡铝硼氧氟,其特征在于化学式为Rb3Ba3Li2Al4B6O20F,分子量1194.09,采用固相反应法制成。

2.一种锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体,其特征在于该晶体的化学式为Rb3Ba3Li2Al4B6O20F,分子量1194.09,不具有对称中心,属六方晶系,空间群P-62c,晶胞参数为a = 8.7017(2) Å,c = 16.9807(8) Å, V= 1113.51(6)Å3

3.根据权利要求2所述的锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体的制备方法,其特征在于采用高温熔液法或提拉法生长晶体;

所述高温熔液法生长锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行:

a、将原料含锂化合物为碳酸锂、硝酸锂、氧化锂、氢氧化锂、碳酸氢锂或草酸锂;含钡化合物为碳酸钡、硝酸钡、氧化钡、氢氧化钡、碳酸氢钡或草酸钡;含铷化合物为碳酸铷、硝酸铷、氧化铷、氢氧化铷、碳酸氢铷或草酸铷;含铝化合物为三氧化二铝;含硼化合物为硼酸或三氧化二硼放入研钵中,混合并仔细研磨,然后装入Φ100mm×100mm的开口刚玉坩埚中,放入马弗炉中,缓慢升温至550℃,恒温24小时,待冷却后取出坩埚,此时样品较疏松,接着取出样品重新研磨均匀,再置于坩埚中,在马弗炉内于温度670℃再恒温48小时,将其取出,放入研钵中捣碎研磨即得Rb3Ba3Li2Al4B6O20F化合物,对该产物进行X射线分析,所得X射线谱图与锂铷钡铝硼氧氟Rb3Ba3Li2Al4B6O20F单晶结构得到的X射线谱图是一致的;

b、将步骤a得到的Rb3Ba3Li2Al4B6O20F化合物在坩埚中加热到熔化,升温至815-900℃,恒温24-100h,再降温至785-830℃,得到Rb3Ba3Li2Al4B6O20F熔液;

或将步骤a得到的Rb3Ba3Li2Al4B6O20F化合物;含锂化合物,含钡化合物,含铷化合物,含铝化合物和含硼化合物直接称取原料,分别与助熔剂按1:1-10混合均匀,以温度1-30℃/h的升温速率加热至620-1050℃,恒温5-80小时,再降温至605-800℃,分别得到混合熔液,所述含锂化合物为碳酸锂、硝酸锂、氧化锂、氢氧化锂、碳酸氢锂或草酸锂;含钡化合物为碳酸钡、硝酸钡、氧化钡、氢氧化钡、碳酸氢钡或草酸钡;含铷化合物为碳酸铷、硝酸铷、氧化铷、氢氧化铷、碳酸氢铷或草酸铷;含铝化合物为三氧化二铝;含硼化合物为硼酸或三氧化二硼直;所述助熔剂为LiF-H3BO3、LiBO2- H3BO3或SrF2-H3BO3-Li2O;

c、制备锂铷钡铝硼氧氟籽晶:将步骤b中的混合熔液以温度0-10℃/h的速率缓慢降温至室温,结晶获得籽晶或在降温中使用铂丝悬挂法获得小晶体作为籽晶;

d、在化合物熔体表面或熔液中生长晶体:将盛有步骤b制得的混合熔液置于坩埚中,再将坩埚置入晶体生长炉中,将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上,从晶体生长炉顶部下籽晶,先预热籽晶5-60分钟,将籽晶下至接触所述混合熔液液面或混合熔液中进行回熔,恒温5-60分钟,以温度1-60℃/h的速率降至705-820℃;

e、再以温度0.1-5℃/天的速率缓慢降温,以0-60rpm转速旋转籽晶杆,以13mm/h的速度向上提拉晶体;

f、待单晶生长到所需尺度后,将晶体提离熔液表面,并以温度1-80℃/h速率降至室温,然后将晶体从炉膛中取出,即制得锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体;

所述提拉法生长锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行:

a、将原料含锂化合物为碳酸锂、硝酸锂、氧化锂、氢氧化锂、碳酸氢锂或草酸锂;含钡化合物为碳酸钡、硝酸钡、氧化钡、氢氧化钡、碳酸氢钡或草酸钡;含铷化合物为碳酸铷、硝酸铷、氧化铷、氢氧化铷、碳酸氢铷或草酸铷;含铝化合物为三氧化二铝;含硼化合物为硼酸或三氧化二硼放入研钵中,混合并仔细研磨,然后装入Φ100mm×100mm的开口刚玉坩埚中,放入马弗炉中,缓慢升温至550℃,恒温24小时,待冷却后取出坩埚,此时样品较疏松,接着取出样品重新研磨均匀,再置于坩埚中,在马弗炉内于温度670℃再恒温48小时,将其取出,放入研钵中捣碎研磨即得Rb3Ba3Li2Al4B6O20F化合物,对该产物进行X射线分析,所得X射线谱图与锂铷钡铝硼氧氟Rb3Ba3Li2Al4B6O20F单晶结构得到的X射线谱图是一致的;

b、将Rb3Ba3Li2Al4B6O20F化合物在坩埚中加热到熔化,升温至815-900℃,恒温24-100h,再降温至785-830℃,得到Rb3Ba3Li2Al4B6O20F熔体;

c、制备锂铷钡铝硼氧氟籽晶:将步骤b中的混合熔体以温度0-0.2℃/h的速率缓慢降温至室温,结晶获得籽晶或在降温中使用铂丝悬挂法获得小晶体作为籽晶;

d、在熔体中生长晶体:将盛有步骤b制得的混合熔体置于坩埚中,再将坩埚置入晶体生长炉中,将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上,从晶体生长炉顶部下籽晶,在温度788℃先预热籽晶5-60分钟,将籽晶下至接触所述混合熔体液面进行回熔,恒温5-60分钟,以温度1-6℃/h的速率降至785℃;

e、再以温度0.1℃/天的速率缓慢降温,以0-60rpm转速旋转籽晶杆,以13mm/h的速度向上提拉晶体;

f、待单晶生长到所需尺度后,将晶体提离熔体表面,并以温度1-80℃/h速率降至室温,然后将晶体从炉膛中取出,即制得锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体。

4.根据权利要求3所述的锂铷钡铝硼氧氟非线性光学晶体的制备方法,其特征在于步骤b中助熔剂LiF-H3BO3中氟化物与硼酸的摩尔比为1-8:1-5;所述LiBO2-H3BO3中偏硼酸盐与硼酸的摩尔比为1-5:1-10;所述SrF2-H3BO3-Li2O中SrCO3、H3BO3与Li2O的摩尔比为1-6:1-9:1-4。

5.一种权利要求2所述锂铷钡铝硼氧氟晶体在制备倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器中的用途。

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