CN103820856A - Lbo晶体生长原料的合成方法及制备lbo晶体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于晶体生长技术领域，提供了一种LBO晶体生长原料的合成方法，在100℃去离子水中加入Li2MoO4和H3BO3，制得乳状物；将乳状物烘干、磨成粉末，获得生长原料，再进行烧结获得烧结体。还提供了一种制备LBO晶体的方法，将上述烧结体放入晶体生长炉中，升温至熔化后，搅拌溶液，冷却至饱和点温度以上5～10℃，得到混合均匀的熔体；将籽晶预热后缓慢引入晶体生长炉，当24h后籽晶未熔未长，开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长；晶体生长结束后从熔体中提出晶体，降至室温，取出制得LBO晶体。本发明避免了固相合成在高温下反应组分偏离，使生长的LBO晶体质量好，无包裹体等晶体缺陷。

Description

LBO晶体生长原料的合成方法及制备LBO晶体的方法
技术领域
本发明属于晶体生长技术领域，特别涉及一种LBO晶体生长原料的合成方法及制备LBO晶体的方法。
背景技术
三硼酸锂（LiB3O5，简称LBO）是中国科学院福建物质结构研究所陈创天组发现的一种性能优越的非线性光学晶体，它不仅具有较大的非线性系数、较高的抗激光损伤阈值、宽的透过范围、较小的匹配角和走离角，而且在室温下能够实现相位匹配、不潮解、化学性质稳定。目前，LBO晶体主要应用于固体激光变频领域中，可用于Nd:YAG和Nd:YLF的二倍频和三倍频。
LBO晶体是包晶化合物，分解温度在834±4℃。LBO晶体一般采用高温溶液法生长，采用固相合成生长原料，由于固相合成生长原料需在高温下进行，造成物料挥发使得反应原料组分偏离，使LBO晶体生长困难，生长出的晶体中在提出过程中易开裂且得到的晶体易出现包裹体等缺陷。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的一个目的是提供一种LBO晶体生长原料的合成方法，包括以下步骤，
S11：在100℃去离子水中加入Li2MoO4和H3BO3，搅拌溶解后加热制得乳状物；
S12：将所述步骤11制得的乳状物烘干；
S13：将所述步骤12所得的烘干物质磨成粉末，获得生长原料，再进行烧结获得烧结体。
优选的，所述步骤11中，所述Li2MoO4：H3BO3摩尔比为1:5～7。
优选的，所述步骤12中，烘干温度为130～180℃。
优选的，所述步骤13中，烧结过程在400～500℃下恒温烧结10h。
本发明的另一个目的是提供一种制备LBO晶体的方法，包括以下步骤，
S21：将上述烧结体放入晶体生长炉中，升温至800℃～900℃熔化后，搅拌溶液，冷却至饱和点温度以上5～10℃，得到混合均匀的熔体；
S22：将籽晶预热后缓慢引入晶体生长炉，并接触熔体液面，回熔降至饱和温度，待温度稳定1h后使籽晶重新接触液面；当24h后籽晶未熔未长，开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长，旋转籽晶杆；
S23：晶体生长结束后从熔体中提出晶体，降至室温，取出制得LBO晶体。
优选的，所述步骤21中，搅拌溶液至少24h。
优选的，所述步骤22中，按照正转-停-反转的循环方式旋转籽晶杆。
优选的，所述旋转籽晶杆的转速为20～40rmp。
优选的，所述步骤23中，以10～20℃/h的降温速率降至室温。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的晶体生长原料合成采用液相法取代了固相合成方法，避免固相合成生长原料时物料的挥发；
2、在高温烧结前，将原料充分混合均匀，避免高温下物料组分偏离，使晶体易生长且避免存在包裹体等晶体缺陷，可提高晶体质量。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
按摩尔比Li2MoO4：H3BO3=1:5的比例称取869.15g Li2MoO4和1545.75g H3BO3加入到100℃去离子水中，搅拌将其溶解。
将溶解后的溶液置于蒸发皿中加热蒸发掉溶液中的水分得到乳状物。
将乳状物放入烘箱内，130℃烘干5h后取出。在玛瑙研钵中充分研磨后获得生长原料，放入铂金坩埚中。在马弗炉中400℃下恒温烧结10小时，得到烧结体。冷却后放入竖直式电阻丝晶体生长炉中，快速升温至900℃待物料完全溶化后，使用铂金片制成的搅拌桨在该温度下搅拌24小时，待熔体充分均匀后，取出搅拌桨。快速降温至740℃。保持温度一个小时。将预热后的籽晶下入熔体表面上，待籽晶接触液面部分融化后，再将温度降至饱和点735℃。保持温度一个小时。重新让籽晶接触液面。待籽晶不熔不长超过24小时。开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长；籽晶杆按照正转-停-反转的循环方式旋转。转速由生长初期的40rmp降至后期的20rmp。生长结束后，停止转动，将晶体提离液面15mm，以10℃/h的降温速率降至室温，得到LBO晶体。晶体无色透明、无包裹体，尺寸大小为78×75×63mm3，重365g。
实施例2
按摩尔比Li2MoO4：H3BO3=1:5.5的比例称取869.15g Li2MoO4和1700.32g H3BO3加入到100℃去离子水中，搅拌将其溶解。
将溶解后的溶液置于蒸发皿中加热蒸发掉溶液中的水分得到乳状物。
将乳状物放入烘箱内，150℃烘干5h后取出。在玛瑙研钵中充分研磨后获得生长原料，放入铂金坩埚中。在马弗炉中420℃下恒温烧结10小时，得到烧结体。冷却后放入竖直式电阻丝晶体生长炉中，快速升温至800℃待物料完全溶化后，使用铂金片制成的搅拌桨在该温度下搅拌24小时，待熔体充分均匀后，取出搅拌桨。快速降温至737℃。保持温度一个小时。将预热后的籽晶下入熔体表面上，待籽晶接触液面部分融化后，再将温度降至饱和点733℃。保持温度一个小时。重新让籽晶接触液面。待籽晶不熔不长超过24小时。开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长；籽晶杆按照正转-停-反转的循环方式旋转。转速由生长初期的40rmp降至后期的20rmp。生长结束后，停止转动，将晶体提离液面15mm，以10℃/h的降温速率降至室温，得到LBO晶体。晶体无色透明、无包裹体，尺寸大小为70×66×52mm3，重304g。
实施例3
按摩尔比Li2MoO4：H3BO3=1：6的比例称取869.15g Li2MoO4和1854.9g H3BO3加入到100℃去离子水中。搅拌将其溶解。
将溶解后的溶液置于蒸发皿中加热蒸发掉溶液中的水分得到乳状物。
将乳状物放入烘箱内，150℃烘干5h后取出。在玛瑙研钵中充分研磨后获得生长原料，放入铂金坩埚中。在马弗炉中450℃下恒温烧结10小时，得到烧结体。冷却后放入竖直式电阻丝晶体生长炉中，快速升温至800℃保持5个小时，料完全溶化后，使用铂金片制成的搅拌桨在该温度下搅拌24小时，待熔体充分均匀后，取出搅拌桨。快速降温至733℃。保持温度一个小时。将预热后的籽晶下入熔体表面上，待籽晶接触液面部分融化后，再将温度降至饱和点728℃。保持温度一个小时。重新让籽晶接触液面。待籽晶不熔不长超过24小时。开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长；籽晶杆按照正转-停-反转的循环方式旋转。转速由生长初期的40rmp降至后期的20rmp。生长结束后，停止转动，将晶体提离液面15mm，以15℃/h的降温速率降至室温，得到LBO晶体。晶体无色透明、无包裹体。尺寸大小为91×89×76mm3，重509g。
实施例4
按摩尔比Li2MoO4：H3BO3=1:6.5的比例称取869.15g Li2MoO4和2009.47g H3BO3加入到100℃去离子水中。搅拌将其溶解。
将溶解后的溶液置于蒸发皿中加热蒸发掉溶液中的水分得到乳状物。
将乳状物放入烘箱内，160℃烘干5h后取出。在玛瑙研钵中充分研磨后获得生长原料，放入铂金坩埚中。在马弗炉中480℃下恒温烧结10小时，得到烧结体。冷却后放入竖直式电阻丝晶体生长炉中，快速升温至800℃保持5个小时，料完全溶化后，使用铂金片制成的搅拌桨在该温度下搅拌24小时，待熔体充分均匀后，取出搅拌桨。快速降温至727℃。保持温度一个小时。将预热后的籽晶下入熔体表面上，待籽晶接触液面部分融化后，再将温度降至饱和点723℃。保持温度一个小时。重新让籽晶接触液面。待籽晶不熔不长超过24小时。开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长；籽晶杆按照正转-停-反转的循环方式旋转。转速由生长初期的40rmp降至后期的20rmp。生长结束后，停止转动，将晶体提离液面15mm，以20℃/h的降温速率降至室温，得到LBO晶体。晶体无色透明、无包裹体。尺寸大小为83×79×56mm3，重429g。
实施例5
按摩尔比Li2MoO4：H3BO3=1：7的比例称取869.15g Li2MoO4和2164.05g H3BO3加入到100℃去离子水中，搅拌将其溶解。
将溶解后的溶液置于蒸发皿中加热蒸发掉溶液中的水分得到乳状物。
将乳状物放入烘箱内，180℃烘干5h后取出。在玛瑙研钵中充分研磨后获得生长原料，放入铂金坩埚中。在马弗炉中500℃下恒温烧结10小时，得到烧结体。冷却后放入竖直式电阻丝晶体生长炉中，快速升温至800℃保持5个小时，料完全溶化后，使用铂金片制成的搅拌桨在该温度下搅拌24小时，待熔体充分均匀后，取出搅拌桨。快速降温至723℃。保持温度一个小时。将预热后的籽晶下入熔体表面上，待籽晶接触液面部分融化后，再将温度降至饱和点717℃。保持温度一个小时。重新让籽晶接触液面。待籽晶不熔不长超过24小时。开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长；籽晶杆按照正转-停-反转的循环方式旋转。转速由生长初期的40rmp降至后期的20rmp。生长结束后，停止转动，将晶体提离液面15mm，以20℃/h的降温速率降至室温，得到LBO晶体。晶体无色透明、无包裹体。尺寸大小为81×77×64mm3，重443g。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种LBO晶体生长原料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤，
S11：在100℃去离子水中加入Li2MoO4和H3BO3，搅拌溶解后加热制得乳状物；
S12：将所述步骤11制得的乳状物烘干；
S13：将所述步骤12所得的烘干物质磨成粉末，获得生长原料，再进行烧结获得烧结体。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤11中，所述Li2MoO4：H3BO3摩尔比为1:5～7。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述步骤12中，烘干温度为130～180℃。
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述步骤13中，烧结过程在400～500℃下恒温烧结10h。
5.一种使用如权利要求1所述合成方法获得的生长原料制备LBO晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤，
S21：将权利要求1获得的烧结体放入晶体生长炉中，升温至800℃～900℃熔化后，搅拌溶液，冷却至饱和点温度以上5～10℃，得到混合均匀的熔体；
S22：将籽晶预热后缓慢引入晶体生长炉，并接触熔体液面，回熔降至饱和温度，待温度稳定1h后使籽晶重新接触液面；当24h后籽晶未熔未长，开始以0.1～1℃/day的降温速率缓慢生长，旋转籽晶杆；
S23：晶体生长结束后从熔体中提出晶体，降至室温，取出制得LBO晶体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤21中，搅拌溶液至少24h。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述步骤22中，按照正转-停-反转的循环方式旋转籽晶杆。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述旋转籽晶杆的转速为20～40rmp。
9.根据权利要求5-8任一所述的方法，其特征在于，所述步骤23中，以10～20℃/h的降温速率降至室温。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105624781A (zh) * 2016-01-14 2016-06-01 福建福晶科技股份有限公司 一种四硼酸锂晶体的制备方法及生长设备
CN111485279A (zh) * 2020-05-13 2020-08-04 中国科学院上海硅酸盐研究所 水溶液法低温制备钼酸锂晶体的方法
CN114214722A (zh) * 2021-12-15 2022-03-22 山东重山光电材料股份有限公司 一种高质量大尺寸lbo晶体的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1422993A (zh) * 2001-11-30 2003-06-11 中国科学院福建物质结构研究所 用旋转坩锅与熔盐提拉法相结合的方法生长LiB3O5非线性光学晶体
CN1443878A (zh) * 2002-03-08 2003-09-24 中国科学院福建物质结构研究所 熔盐提拉法生长lbo晶体
JP2005343712A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Shin Etsu Chem Co Ltd ホウ酸リチウム単結晶及びホウ酸リチウム単結晶ウェーハ並びにその製造方法
CN101748475A (zh) * 2008-12-15 2010-06-23 福建福晶科技股份有限公司 一种生长大尺寸高质量lbo晶体的特殊工艺方法
RU2494176C1 (ru) * 2012-03-11 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) Способ выращивания кристалла методом киропулоса
CN103397384A (zh) * 2013-07-11 2013-11-20 东南大学 一种用于生长硼酸铯锂单晶的籽晶及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1422993A (zh) * 2001-11-30 2003-06-11 中国科学院福建物质结构研究所 用旋转坩锅与熔盐提拉法相结合的方法生长LiB3O5非线性光学晶体
CN1443878A (zh) * 2002-03-08 2003-09-24 中国科学院福建物质结构研究所 熔盐提拉法生长lbo晶体
JP2005343712A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Shin Etsu Chem Co Ltd ホウ酸リチウム単結晶及びホウ酸リチウム単結晶ウェーハ並びにその製造方法
CN101748475A (zh) * 2008-12-15 2010-06-23 福建福晶科技股份有限公司 一种生长大尺寸高质量lbo晶体的特殊工艺方法
RU2494176C1 (ru) * 2012-03-11 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) Способ выращивания кристалла методом киропулоса
CN103397384A (zh) * 2013-07-11 2013-11-20 东南大学 一种用于生长硼酸铯锂单晶的籽晶及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHANGGUI HU,ET AL.: "Large LBO crystal growth at 2 kg-level", 《JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH》 *
鲁路等: "原料的均匀性对CsB3O5晶体光学性质的影响", 《人工晶体学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105624781A (zh) * 2016-01-14 2016-06-01 福建福晶科技股份有限公司 一种四硼酸锂晶体的制备方法及生长设备
CN111485279A (zh) * 2020-05-13 2020-08-04 中国科学院上海硅酸盐研究所 水溶液法低温制备钼酸锂晶体的方法
CN114214722A (zh) * 2021-12-15 2022-03-22 山东重山光电材料股份有限公司 一种高质量大尺寸lbo晶体的制备方法

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