CN102140692B - 钬镱双掺铌酸钾锂单晶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
钬镱双掺铌酸钾锂单晶及其制备方法，它涉及铌酸钾锂单晶及其制备方法。本发明要解决目前尚没有以铌酸钾锂为基质的频率上转换性能的材料的技术问题。本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶是由氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾制成；方法：称取氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾并混合均匀，再研磨后放在坩埚中，在晶体生长炉内先烧结得到铌酸钾锂多晶，采用逐步降温法，即得钬镱双掺铌酸钾锂单晶。本发明的单晶在975nm激光的激发下产生545nm绿光和650nm红光，可用于频率上转换短波长全固态激光器领域及太阳能电池、彩色显示和生物识别等领域。
Description
技术领域
本发明涉及铌酸钾锂单晶及其制备方法。
背景技术
上转换荧光材料由于可以将泵浦能量由近红外光谱区域传递到可见光或者是紫外光谱区域而受到了普遍的关注。铌酸钾锂(K3-yLi2-x+yNb5+xO15+2x)因为具有非常优秀的热电、铁电、压电和非线性光学效应，是一种具有极高潜在应用价值的材料。但是目前对铌酸钾锂晶体或掺杂的铌酸钾锂晶体(如双掺铈锰铌酸钾锂晶体)的研究都是围绕晶体的非线性光学和铁电效应方面的性能进行的，目前还没有以铌酸钾锂为基质的具有频率上转换性能的材料的报道。
发明内容
本发明是要解决目前尚没有以铌酸钾锂为基质的频率上转换性能的材料的技术问题，而提供钬镱双掺铌酸钾锂单晶及其制备方法。
本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶是由氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾制成的，其中氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶0.5～8，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1263～1428，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶571～637，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶857～957。
本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法按以下步骤进行：一、称取氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾并混合均匀，然后放入玛瑙研钵中研磨2h～4h，得到混合粉末，其中氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶0.5～8，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1263～1428，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶571～637，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶857～957；二、按无水乙醇与步骤一得到的混合粉末的体积质量比为2mL∶5g的比例量取无水乙醇，然后将一半的无水乙醇加入到步骤一得到的混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，然后将另一半无水乙醇再加入到混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，得到晶体生长粉末原料；三、将步骤二得到的晶体生长粉末原料加入到铂金坩埚中，再将铂金坩埚放入晶体生长炉内，以60℃/h～150℃/h的速度升温至940℃～980℃并保持4h～8h，得到铌酸钾锂多晶；四、以60℃/h～150℃/h的速度升温至1330℃～1380℃并保持4h～8h，再以10℃/h～30℃/h的速度降温至1290℃～1310℃，得到均匀熔液；五、先程序降温至1250℃～1270℃，再以20℃/h～80℃/h的速度退火降温至室温，即得钬镱双掺铌酸钾锂单晶；其中步骤五中所述的程序降温为按0.5℃/h～1℃/h的速度均速降温方式，或者是按0.5℃/h～1℃/h的速度均速降温并且每降低0.5℃～1℃保持0.5h～1h的降温方式。
本发明得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶为四方钨青铜型，在制备过程时，晶体生长粉末原料在950℃时得到的是铌酸钾锂多晶，继续升温至1380℃后，铌酸钾锂多晶进行充分的熔化并与氧化镱、氧化钬混合均匀，从1290～1310℃降温至1270℃时，每降低1℃保持1小时，此时熔体自发成核，形成钬镱双掺铌酸钾锂单晶。
组分一致的铌酸钾锂晶体材料的制备比较困难，用顶部籽晶助熔剂法生长的晶体容易存在成分不均匀和生长条纹，掺杂稀土离子后，更加不易结晶，对生长条件要求较高。铌酸钾锂晶体材料的结构、性能、生长条件以及生长工艺会随着每种元素的比例不同而有很大变化，甚至会直接影响到生长晶体的成败。本发明采用逐步降温法成功地生产出透明的、质量均匀的、无生长条纹的、性能优越的钬镱双掺铌酸钾锂单晶，本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的紫外吸收边在380nm附近，这使得钬在小于380nm紫外区域的典型吸收带无法进行观测，而在其紫外-可见-近红外吸收光谱中在300-1100nm的测量范围内，可以观测到钬的5个吸收峰和镱的吸收峰，其中在钬镱双掺铌酸钾锂单晶中，钬的5I8→5G6的强度最强，并且本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的所有钬离子吸收峰强度随着钬离子掺杂浓度的增加而增强。在975nm半导体激光器的激发下产生比较强烈的545nm绿光和650nm红光，其中，绿光的发光强度约为红光的2倍，并且所有上转换荧光峰强度随着钬离子掺杂浓度的增加而增强。红光和绿光都为双光子过程。
本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶可用于频率上转换短波长全固态激光器领域及太阳能电池、彩色显示和生物识别等领域。
附图说明
图1是具体实施方式二十制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶粉末的X射线衍射谱图；图2是具体实施方式二十制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图3是具体实施方式二十制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶在975nm激发上转换荧光光谱图；图4是具体实施方式二十制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶利用975nm半导体激光激发的上转换荧光强度与入射激光功率的双对数关系曲线图，图中
表示545nm处的绿色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线，表示650nm处的红色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线；图5是具体实施方式二十一制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶粉末的X射线衍射谱图；图6是具体实施方式二十一制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图7是具体实施方式二十一制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶在975nm激发上转换荧光光谱图；图8是具体实施方式二十一制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶利用975nm半导体激光激发的上转换荧光强度与入射激光功率的双对数关系曲线图，图中
表示545nm处的绿色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线，
表示650nm处的红色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的钬镱双掺铌酸钾锂单晶是由氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾制成的，其中氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶0.5～8，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1263～1428，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶571～637，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶857～957。
本实施方式采用逐步降温法成功地生产出透明的、质量均匀的、无生长条纹的、性能优越的钬镱双掺铌酸钾锂单晶，本实施方式的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的紫外吸收边在380nm附近，这使得钬在小于380nm紫外区域的典型吸收带无法进行观测，而在其紫外-可见-近红外吸收光谱中在300-1100nm的测量范围内，可以观测到钬的5个吸收峰和镱的吸收峰，其中在钬镱双掺铌酸钾锂单晶中，钬的5I8→5G6的强度最强，并且本实施方式的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的所有钬离子吸收峰强度随着钬离子掺杂浓度的增加而增强。在975nm半导体激光器的激发下产生比较强烈的545nm绿光和650nm红光，其中，绿光的发光强度约为红光的2倍，并且所有上转换荧光峰强度随着钬离子掺杂浓度的增加而增强。红光和绿光都为双光子过程。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶1～7，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1270～1400，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶580～625，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶865～950。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶5，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶914，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶611，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶1331。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法按以下步骤进行：一、称取氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾并混合均匀，然后放入玛瑙研钵中研磨2h～4h，得到混合粉末，其中氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶0.5～8，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1263～1428，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶571～637，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶857～957；二、按无水乙醇与步骤一得到的混合粉末的体积质量比为2mL∶5g的比例将量取无水乙醇，然后将一半的无水乙醇加入到步骤一得到的混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，然后将另一半无水乙醇再加入到混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，得到晶体生长粉末原料；三、将步骤二得到的晶体生长粉末原料加入到铂金坩埚中，再将铂金坩埚放入晶体生长炉内，以60℃/h～150℃/h的速度升温至940℃～980℃并保持4h～8h，得到铌酸钾锂多晶；四、以60℃/h～150℃/h的速度升温至1330℃～1380℃并保持4h～8h，再以10℃/h～30℃/h的速度降温至1290℃～1310℃，得到均匀熔液；五、先程序降温至1250℃～1270℃，再以20℃/h～80℃/h的速度退火降温至室温，即得钬镱双掺铌酸钾锂单晶；其中步骤五中所述的程序降温为按0.5℃/h～1℃/h的速度均速降温方式，或者是按0.5℃/h～1℃/h的速度均速降温并且每降低0.5℃～1℃保持0.5h～1h的降温方式。
本实施方式采用逐步降温法成功地生产出透明的、质量均匀的、无生长条纹的、性能优越的钬镱双掺铌酸钾锂单晶，本实施方式的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的紫外吸收边在380nm附近，这使得钬在小于380nm紫外区域的典型吸收带无法进行观测，而在其紫外-可见-近红外吸收光谱中在300-1100nm的测量范围内，可以观测到钬的5个吸收峰和镱的吸收峰，其中在钬镱双掺铌酸钾锂单晶中钬的5I8→5G6的强度最强，并且本实施方式的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的所有钬离子吸收峰强度随着钬离子掺杂浓度的增加而增强。在975nm半导体激光器的激发下产生比较强烈的545nm绿光和650nm红光，其中，绿光的发光强度约为红光的2倍，并且所有上转换荧光峰强度随着钬离子掺杂浓度的增加而增强。红光和绿光都为双光子过程。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：步骤一中的氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶1～7，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1270～1400，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶580～625，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶865～950。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是：步骤一中的氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶4，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶929，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶620，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶1343。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是：步骤一中的氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾的混合粉末在玛瑙研钵中研磨2.5h～3.5h。其它与具体实施方式四至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是：步骤一中的氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾的混合粉末在玛瑙研钵中研磨3h。其它与具体实施方式四至六之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四至八之一不同的是：步骤一中所述氧化镱的纯度≥99.99％(质量)，步骤一中所述氧化钬的纯度≥99.99％(质量)，步骤一中所述氧化铌的纯度≥99.99％(质量)，步骤一中所述碳酸锂的纯度≥99.99％(质量)，步骤一中所述碳酸钾的纯度≥99.99％(质量)。其它与具体实施方式四至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四至九之一不同的是：步骤三中晶体生长炉的升温速度为70℃/h～140℃/h，温度升至950℃～970℃，保温时间为5h～7h。其它与具体实施方式四至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式四至九之一不同的是：步骤三中晶体生长炉的升温速度为100℃/h，温度升至960℃，保温时间为6h。其它与具体实施方式四至九之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式四至十一之一不同的是：步骤四中以70℃/h～140℃/h的速度升温至1340℃～1370℃并保持4.5h～7.5h，再以15℃/h～25℃/h的速度降温至1295℃～1305℃，得到均匀熔液。其它与具体实施方式四至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式四至十一之一不同的是：步骤四中以120℃/h的速度升温至1360℃并保持6h，再以20℃/h的速度降温至1300℃，得到均匀熔液。其它与具体实施方式四至十一之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式四至十三之一不同的是：步骤五中先程序降温至1255℃～1265℃，再以30℃/h～70℃/h的速度退火降温至室温。其它与具体实施方式四至十三之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式四至十三之一不同的是：步骤五中先程序降温至1260℃，再以50℃/h的速度退火降温至室温。其它与具体实施方式四至十三之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式四至十五之一不同的是：步骤五中的程序降温为按0.6℃/h～0.9℃/h的速度均速降温方式。其它与具体实施方式四至十五之一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式四至十五之一不同的是：步骤五中的程序降温为按0.7℃/h的速度均速降温方式。其它与具体实施方式四至十五之一相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式四至十五之一不同的是：步骤五中的程序降温为按0.6℃/h～0.9℃/h的速度均速降温并且每降低0.6℃～0.9℃保持0.6h～0.9h的降温方式。其它与具体实施方式四至十五之一相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式四至十五之一不同的是：步骤五中的程序降温为按0.7℃/h的速度均速降温并且每降低0.7℃保持0.8h的降温方式。其它与具体实施方式四至十五之一相同。
具体实施方式二十：本实施方式的本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法按以下步骤进行：一、称取0.03848g氧化镱粉末、0.065996g氧化钬粉末、32.9556g氧化铌粉末、4.4788g碳酸锂粉末和12.5657g碳酸钾粉末并混合均匀，然后放入玛瑙研钵中研磨3h，得到混合粉末；二、量取20mL无水乙醇，然后先将其中的10mL无水乙醇加入到步骤一得到的混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，然后将剩余的10mL乙醇再加入到混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，得到晶体生长粉末原料；三、将步骤二得到的晶体生长粉末原料加入到直径为8cm，深度为6cm的铂金坩埚中，再将铂金坩埚放入晶体生长炉内，先以150℃/h的速度升温至950℃并保持6h，接着以100℃/h的速度升温至1380℃并保持4h，再以40℃/h的速度降温至1300℃，然后以0.5℃/h的速度逐步降温至1270℃，每降低1℃保持1小时，最后以20℃/h的速度退火降温至室温，即得钬镱双掺铌酸钾锂单晶。
步骤一中所述氧化镱的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述氧化钬的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述氧化铌的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述碳酸锂的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述碳酸钾的纯度为99.99％(质量)。
本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的粉末的X射线衍射谱图如图1所示，对照片PDF卡片可知，本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶是四方钨青铜型晶体结构。
本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶切片抛光后，进行紫外-可见-近红外吸收光谱测试，得到的紫外-可见-近红外吸收光谱如图2所示，从图2可以看出钬镱双掺铌酸钾锂单晶在420nm、455nm、545nm、650nm和895nm处具有Ho3+离子的典型吸收带，位于420nm处的吸收带1为Ho3+离子吸收一个波长为420nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5G5产生的，记为5I8→5G5，位于455nm处的吸收带2为Ho3+离子吸收一个波长为455nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5G6产生的，记为5I8→5G6，位于545nm处的吸收带3为Ho3+离子吸收一个波长为545nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5F4产生的，记为5I8→5F4，位于650nm处的吸收带4为Ho3+离子吸收一个波长为650nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5F5产生的，记为5I8→5F5，位于895nm处的吸收带5为Ho3+离子吸收一个波长为895nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5I5产生的，记为5I8→5I5，吸收带1、2、3、4和5是Ho3+离子的典型吸收带，位于975nm处的吸收带6为镱离子吸收一个波长为975nm的光子从Yb3+的基态2F7/2跃迁到激发态2F5/2产生的，记为2F7/2→2F5/2(Yb3+)，是Yb3+离子的典型吸收带。这也表明了Ho3+离子与Yb3+离子已经掺杂进入铌酸钾锂。
对本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶切片抛光后，进行975nm激发上转换荧光光谱测试，得到的975nm激发上转换荧光光谱图如图3所示，从图3可以看出，利用975nm半导体激光激发，钬镱双掺铌酸钾锂单晶在545nm处有绿色发光，在650nm处有红色发光。
图4是利用975nm半导体激光激发的上转换荧光强度与入射激光功率的双对数曲线图。图中表示545nm处的绿色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线，
表示650nm处的红色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线，从图4可以看出，上转换荧光强度的对数与入射激光功率的对数呈正比，绿色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线的斜率为2.10，红色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线的斜率为1.84。从这两个斜率可以看出，红光和绿光都是双光子过程。
具体实施方式二十一：本实施方式的本发明的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法按以下步骤进行：一、称取0.03848g氧化镱粉末、0.032998g氧化钬粉末、32.9556g氧化铌粉末、4.4788g碳酸锂粉末和12.5657g碳酸钾粉末并混合均匀，然后放入玛瑙研钵中研磨3h，得到混合粉末；二、量取20mL无水乙醇，然后先将其中的10mL无水乙醇加入到步骤一得到的混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，然后将剩余的10mL乙醇再加入到混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，得到晶体生长粉末原料；三、将步骤二得到的晶体生长粉末原料加入到直径为8cm，深度为6cm的铂金坩埚中，再将铂金坩埚放入晶体生长炉内，先以120℃/h的速度升温至950℃并保持6h，接着以100℃/h的速度升温至1360℃并保持4h，再以40℃/h的速度降温至1300℃，然后以0.5℃/h的速度逐步降温至1260℃，每降低1℃保持1小时，最后以20℃/h的速度退火降温至室温，即得钬镱双掺铌酸钾锂单晶。
步骤一中所述氧化镱的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述氧化钬的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述氧化铌的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述碳酸锂的纯度为99.99％(质量)，步骤一中所述碳酸钾的纯度为99.99％(质量)。
本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的粉末的X射线衍射谱图如图5所示，对照片PDF卡片可知，本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶是四方钨青铜型晶体结构。
本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶切片抛光后，进行紫外-可见-近红外吸收光谱测试，得到的紫外-可见-近红外吸收光谱如图6所示，从图6可以看出钬镱双掺铌酸钾锂单晶在420nm、455nm、545nm、650nm和895nm处具有Ho3+离子的典型吸收带，位于420nm处的吸收带1为Ho3+离子吸收一个波长为420nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5G5产生的，记为5I8→5G5，位于455nm处的吸收带2为Ho3+离子吸收一个波长为455nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5G6产生的，记为5I8→5G6，位于545nm处的吸收带3为Ho3+离子吸收一个波长为545nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5F4产生的，记为5I8→5F4，位于650nm处的吸收带4为Ho3+离子吸收一个波长为650nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5F5产生的，记为5I8→5F5，位于895nm处的吸收带5为Ho3+离子吸收一个波长为895nm的光子从Ho3+的基态5I8跃迁到激发态5I5产生的，记为5I8→5I5，吸收带1、2、3、4和5是Ho3+离子的典型吸收带，位于975nm处的吸收带6为镱离子吸收一个波长为975nm的光子从Yb3+的基态2F7/2跃迁到激发态2F5/2产生的，记为2F7/2→2F5/2(Yb3+)，是Yb3+离子的典型吸收带。这也表明了Ho3+离子与Yb3+离子已经掺杂进入到铌酸钾锂中。
对本实施方式得到的钬镱双掺铌酸钾锂单晶切片抛光后，进行975nm激发上转换荧光光谱测试，得到的975nm激发上转换荧光光谱图如图7所示，从图7可以看出，利用975nm半导体激光激发，钬镱双掺铌酸钾锂单晶在545nm处有绿色发光，在650nm处有红色发光。
图8是利用975nm半导体激光激发的上转换荧光强度与入射激光功率的双对数曲线图。图中
表示545nm处的绿色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线，表示650nm处的红色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线，从图8可以看出，上转换荧光强度的对数与入射激光功率的对数呈正比，绿色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线的斜率为1.73，红色发光荧光强度与入射激光功率的双对数曲线的斜率为1.42。从这两个斜率可以看出，红光和绿光都是双光子过程。
Claims (9)
1.钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法按以下步骤进行：一、称取氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾并混合均匀，然后放入玛瑙研钵中研磨2h～4h，得到混合粉末，其中氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶0.5～8，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1263～1428，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶571～637，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶857～957；二、按无水乙醇与步骤一得到的混合粉末的体积质量比为2mL∶5g的比例量取无水乙醇，然后将一半的无水乙醇加入到步骤一得到的混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，然后将另一半无水乙醇再加入到混合粉末中，在玛瑙研钵中研磨至无水乙醇挥发，得到晶体生长粉末原料；三、将步骤二得到的晶体生长粉末原料加入到铂金坩埚中，再将铂金坩埚放入晶体生长炉内，以60℃/h～150℃/h的速度升温至940℃～980℃并保持4h～8h，得到铌酸钾锂多晶；四、以60℃/h～150℃/h的速度升温至1330℃～1380℃并保持4h～8h，再以10℃/h～30℃/h的速度降温至1290℃～1310℃，得到均匀熔液；五、先程序降温至1250℃～1270℃，再以20℃/h～80℃/h的速度退火降温至室温，即得具有四方钨青铜型晶体结构的钬镱双掺铌酸钾锂单晶；其中步骤五中所述的程序降温为按0.5℃/h～1℃/h的速度均速降温方式，或者是按0.5℃/h～1℃/h的速度均速降温并且每降低0.5℃～1℃保持0.5h～1h的降温方式。
2.根据权利要求1所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于步骤一中的氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶1～7，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1270～1400，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶580～625，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶865～950。
3.根据权利要求1或2所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于步骤一中的氧化镱、氧化钬、氧化铌、碳酸锂和碳酸钾的混合粉末在玛瑙研钵中研磨2.5h～3.5h。
4.根据权利要求1或2所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于步骤三中晶体生长炉的升温速度为70℃/h～140℃/h，温度升至950℃～970℃，保温时间为5h～7h。
5.根据权利要求1或2所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于步骤四中以70℃/h～140℃/h的速度升温至1340℃～1370℃并保持4.5h～7.5h，再以15℃/h～25℃/h的速度降温至1295℃～1305℃，得到均匀熔液。
6.根据权利要求1或2所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于步骤五中先程序降温至1255℃～1265℃，再以30℃/h～70℃/h的速度退火降温至室温。
7.根据权利要求1或2所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶的制备方法，其特征在于步骤五中的程序降温为按0.6℃/h～0.9℃/h的速度均速降温并且每降低0.6℃～0.9℃保持0.6h～0.9h的降温方式。
8.一种由权利要求1所述的方法制备的钬镱双掺铌酸钾锂单晶。
9.根据权利要求8所述的钬镱双掺铌酸钾锂单晶，其特征在于氧化镱与氧化钬的摩尔比为1∶1～7，氧化镱与氧化铌的摩尔比为1∶1270～1400，氧化镱与碳酸锂的摩尔比为1∶580～625，氧化镱与碳酸钾的摩尔比为1∶865～950。
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