CN108425152A - 偏硼酸锶双折射晶体及制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偏硼酸锶双折射晶体及制备方法和用途，该晶体化学式为SrB2O4，分子量为173.24，属于正交晶系，空间群为Pbcn，晶胞参数为a=12.00(5)Å，b=4.33(7)Å，c=6.58 (4)Å，Z=4；采用熔体法、助熔剂法、坩埚下降法或热交换法生长晶体，该偏硼酸锶双折射晶体为负双轴晶体，透过范围为170‑3300nm，双折射率在0.10‑0.35之间；该晶体可用于红外‑可见‑紫外‑深紫外波段，用于制作格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜等偏振分束棱镜和光隔离器、光束位移器等光学元件，在光学、激光光刻和光通讯领域有重要应用。

Description

偏硼酸锶双折射晶体及制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种用于红外-可见-深紫外-深紫外波段的分子式为SrB2O4的偏硼酸锶双折射晶体的制备方法和用途，属于晶体材料技术领域和光学技术领域。
背景技术
随着激光应用的广度和深度的不断拓展以及光通讯技术的迅猛发展，双折射晶体已经成为调制光的偏振态不可或缺的重要材料。目前，双折射晶体是制作格兰棱镜、渥拉斯顿棱镜等偏振分束棱镜以及光隔离器、光束位移器、环形器等光通讯元件的关键材料。通常实用化的双折射晶体要求其在工作波段有尽可能大的双折射率。
常用的双折射晶体材料主要有YVO4晶体、金红石晶体、LiNbO3晶体、方解石晶体、α-BaB2O4晶体以及MgF2晶体等单轴晶晶体。YVO4是一种性能良好、易于生长的人工双折射晶体，但是它的透过范围是400-5000nm，不能用于紫外区。金红石虽然双折射大但由于硬度大加工器件难度较大。LiNbO3晶体易于得到大尺寸晶体，但双折射率较小实际应用中不利于器件的小型化。方解石晶体主要从天然矿物中获得，是不可再生资源，人工合成比较困难，一般尺寸都比较小，无法满足大尺寸光学偏光元件的要求。α-BaB2O4是一种人工合成的性能优秀的双折射晶体，具有较大的双折射率、高的激光损伤阈值以及宽的透光范围，可广泛应用于近红外、可见光以及紫外光波段，并且可用于高功率的激光系统。然而，由于存在固态相变，α-BaB2O4晶体生长过程中容易开裂，虽然通过掺杂的方法可以抑制相变的发生，但晶体的质量会随掺杂的而下降，高光学质量的晶体不容易获得，同时，由于透过范围的限制，α-BaB2O4很难应用于深紫外(<200nm)波段。MgF2晶体是深紫外区性能最为优异的双折射材料，已经在193nm光刻以及其他研究领域取得了很好的应用，然而它的双折射率太小，无法用作制造格兰棱镜，只能用于洛匈棱镜等，且光束分离角小，器件尺寸大，使用不便。此外，目前商业化的双折射晶体都为单轴晶，双轴晶双折射晶体的研究还很少。因此，寻找能够克服现有双折射晶体缺点的新型双折射晶体材料具有十分迫切的需求。
最新理论研究表明，(BO2)∞无限链是一种新型的能够产生大双折射率的功能基元，本发明提供的偏硼酸锶双折射晶体分子式为SrB2O4，属于正交晶系，结构中就含有这样的(BO2)∞无限链。1996年Jeong-Bae Kim等人用提拉法生长了该晶体并给出了详细的晶体结构(参阅文献：Acta Cryst.(1996).C52,498-500),但其作为双折射晶体的用途还未见报道。实验测试表明，该晶体确实具有大的双折射率，同时它的透过范围能达到深紫外区域，具有大的激光损伤阈值，因此是一种新的具有潜在应用价值的双折射晶体。虽然Kim等人用提拉法进行了该晶体的生长，实验表明该晶体具有大的热学各项异性，因此在提拉法生长过程中容易产生较大的热应力，这会导致晶体在生长或加工过程中很容易沿特定方向开裂，Jeong-Bae Kim等人在论文中提到生长过程中开裂的情况(参阅文献：MaterialsLetters,31(1997),93-97),因此用提拉法生长偏硼酸锶晶体难于得到满足器件制作需的高质量晶体。本发明提供的SrB2O4晶体具有易于生长大尺寸、高质量单晶，不潮解、易于加工等优异的物理化学性能。因此该晶体是一种具有很好应用前景的双折射晶体材料，可用于制作格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、尼科尔棱镜、塞纳蒙特棱镜等偏振分束棱镜和偏振光束分离器、光隔离器、环形器、光束位移器、光学起偏器、光学检偏器、光学偏振器、光学调制器、偏振分光器、相位延迟器件、电光调制器件等光学元件，在红外-可见-深紫外-深紫外波段易于得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供偏硼酸锶双折射晶体，该晶体化学式为SrB2O4，分子量为173.24，属于正交晶系，空间群为Pbcn，Z＝4；该偏硼酸锶双折射晶体为负双轴晶体，透过范围为170-3300nm，双折射率在0.10-0.35之间；该晶体具有高的激光损伤阈值、适中的硬度以及良好的抗潮解性，应用范围可以覆盖红外-可见-紫外-深紫外波段。
本发明的另一目的在于提供所述偏硼酸锶双折射晶体的制备方法；
本发明的再一目的在于提供所述偏硼酸锶双折射晶体的用途。
本发明所述的一种偏硼酸锶晶体，该晶体的化学式为分子量为173.24，属于正交晶系，空间群为Pbcn，Z＝4；该偏硼酸锶双折射晶体为负双轴晶体，透过范围为170-3300nm，双折射率在0.10-0.35之间；
所述的偏硼酸锶双折射晶体的制备方法，采用熔体法、助溶剂法、坩埚下降法或热交换法制备晶体；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用熔体法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温1-3天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；然后将得到的偏硼酸锶化合物的多晶粉末装入铂金坩埚中，加热至温度1160-1180℃，恒温1-50小时，得到混合熔体；
或直接将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至温度1160-1180℃，恒温10-50小时，得到混合熔体；
所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶或偏硼酸锶，含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将步骤a得到的混合熔体快速降温5-10℃，在相应的温度保温2-6小时，重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶，然后以0.1-5℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕，再以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
或将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入步骤a得到的混合熔体中，以1-5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0-30r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，同时以O-1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、将盛有步骤a制得的装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将步骤b得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1146-1152℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在混合熔体上方预热10分钟，然后将籽晶下至熔体表面或熔体中进行回熔，恒温1-20分钟，然后快速降温至1140-1145℃，再以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，以0-30r/min转速旋转籽晶杆，同时以O-0.5mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体从剩余熔体中提出，并以5-20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到厘米级偏硼酸锶双折射晶体；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用助熔剂法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温1-3天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；然后将得到的偏硼酸锶化合物的多晶粉末与助熔剂混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至温度900-1150℃，恒温1-50小时，得到含助溶剂的混合溶液，其中偏硼酸锶化合物与助熔剂的摩尔比为1:0.01-4；
或直接将含锶化合物、含硼化合物和助溶剂按摩尔比Sr:B:助溶剂＝1:2:0.01-4称量后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至温度900-1160℃，恒温10-50小时，得到含助溶剂的混合溶液；
所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶或偏硼酸锶；含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；所述助溶剂为氧化硼、硼酸、碳酸钠、氢氧化钠、氟化钠、氟化锂、氢氧化锂、碳酸锂或含锂化合物与含硼化合物的混合物，或含钠化合物与含硼化合物的混合物；其中含锂化合物与含硼化合物的混合物中锂和硼的摩尔比为Li:B＝1-3:1，含钠化合物与含硼化合物的混合物中钠和硼的摩尔比为Na:B＝1-3:1；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将步骤a得到的含助溶剂的混合溶液快速降温5-10℃，在相应的温度保温2-6小时，重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶，然后以0.1-5℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕，再以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
或将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入步骤a得到的含助溶剂的混合溶液中，以1-5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0-30r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、将盛有步骤a制得的装有混合溶液的坩埚置入晶体生长炉中，将步骤b得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至850-1140℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在混合溶液液面上预热籽晶10分钟，然后将籽晶下至液体表面或液体中进行回熔，恒温1-20分钟，然后快速降温至845-1135℃，再以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，以0-30r/min转速旋转籽晶杆，同时以O-3mm/h的速度向上提拉晶体,待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离液面，并以5-20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到厘米级偏硼酸锶双折射晶体；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用坩埚下降法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼＝1:2-2.1混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶、或偏硼酸锶，含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将由步骤a得到混合原料装入坩埚下降法所用的铂金坩埚中，置于温度梯度炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.1-2mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的熔体或溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、在坩埚下降法所用的铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将由步骤a得到混合原料装入坩埚中，置于温度梯度炉内，加热升温至1140-1170℃，恒温1-20小时，使坩埚中的混合原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，然后以0.1-2mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的熔体或溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以5-20℃/h的降温速率降至室温，即得到厘米级的偏硼酸锶单晶；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用热交换法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼＝1:2-2.1混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶、醋酸锶、草酸锶或偏硼酸锶，含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将由步骤a得到混合原料装入热交换法所用的铂金坩埚中，置于热交换炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.1-1℃/h的速率降温使坩埚内的熔体或溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、在热交换法所用的铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将由步骤a得到混合原料装入坩埚中，加热升温至1140-1170℃，恒温1-20小时，使坩埚中的原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，通过加热器、反射绝热屏和籽晶杆冷却装置制造一个上高下低的温度分布，然后以0.1-1℃/h的速率降温使坩埚内的熔体自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以5-20℃/h的降温速率降至室温，即得到厘米级的偏硼酸锶单晶。
所述熔体法包括泡生法和自熔体顶部籽晶法。
所述的含锶化合物和含硼化合物纯度≥99.0％。
所述的助溶剂纯度≥99.0％。
所述的偏硼酸锶双折射晶体在制备多波段的偏振分束棱镜或光学元件中的用途。
所述的偏振分束棱镜为格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、尼科尔棱镜或塞纳蒙特棱镜。
所述的光学元件为偏振光束分离器、光隔离器、环形器、光束位移器、光学起偏器、光学检偏器、光学偏振器、光学调制器、偏振分光器、相位延迟器件或电光调制器件。
制作的偏振分束棱镜或光学元件用于红外-可见-紫外-深紫外多个波段。
本发明所述偏硼酸锶双折射晶体，制备中涉及的化学方程式为：
SrCO3+2H3BO3→SrB2O4+CO2↑+H2O↑
Sr(OH)2+2H3BO3→SrB2O4+H2O↑
SrO+2H3BO3→SrB2O4+H2O↑
Sr(NO3)2+2H3BO3→SrB2O4+NO2↑+H2O↑
SrCO3+B2O3→SrB2O4+CO2↑
Sr(OH)2+B2O3→SrB2O4+H2O↑
SrO+B2O3→SrB2O4
Sr(NO3)2+B2O3→SrB2O4+NO2↑
通过本发明所述方法获得的偏硼酸锶双折射晶体，可作为红外-可见-紫外-深紫外波段的光学晶体。该晶体具有大的双折射、优异的深紫外透过能力和很高的激光损伤阈值，可用于高功率激光系统以及广泛的光谱区域。用本发明提供的方法易于获得高质量大尺寸晶体，该晶体易于加工、不易潮解，在制备用于红外-可见-紫外-深紫外波段的偏振分束棱镜和光学元件方面易于得到广泛应用。因此，偏硼酸锶双折射晶体是一种十分具有应用价值的光学晶体材料。
附图说明
图1为用于红外-可见-紫外-深紫外波段的偏硼酸锶双折射晶体的XRD图；
图2为用于红外-可见-紫外-深紫外波段的偏硼酸锶双折射晶体的结构图；
图3为用于红外-可见-紫外-深紫外波段的偏硼酸锶双折射晶体的照片；
图4为用棱镜耦合仪测定偏硼酸锶双折射晶体的折射率所用的晶片照片；
图5为用本发明所得晶体制作的用于红外-可见-紫外-深紫外波段的格兰棱镜的示意图；
图6为用本发明所得晶体制作的用于红外-可见-紫外-深紫外波段的沃拉斯顿棱镜的示意图；
图7为用本发明所得晶体制作的用于红外-可见-紫外-深紫外波段的楔形双折射晶体偏振分束器示意图；
图8为用本发明所得晶体制作的用于红外-可见-紫外-深紫外波段的光隔离器示意图。
具体实施方式
实施例1
熔体泡生法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：SrO+2H3BO3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用原料SrO和H3BO3为分析纯(≥99％)：
直接将SrO和H3BO3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至温度1180℃，恒温24小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合熔体快速降温5℃，在相应的温度保温2小时，重复此降温和保温的过程直至混合熔体液面出现漂晶，然后以0.5℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕后，以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1152℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至混合熔体中进行回熔，恒温3分钟，然后快速降至1145℃，以2r/min转速旋转籽晶杆，同时以0.5mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体开始生长后，通过缩颈和放肩过程进一步优化晶体质量，待晶体直径达到所需尺寸后，将提拉速度控制在0.05mm/h，以0.5℃/d的速率缓慢降温，晶体长度生长到所需尺寸后，将晶体从剩余熔体中提出，并以5℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为42×31×50mm3偏硼酸锶双折射晶体。
用该方法得到的晶体透明区域大，将所得晶体进行透过测试，结果表明该晶体透过范围为170-3300nm，双折射测试表明晶体的双折射率为0.09-0.36。
实施例2
熔体泡生法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物称量后装入铂金坩埚中，缓慢升温至温度1160℃，恒温15小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆下端的铂金丝下至得到的混合熔体中，以5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以5r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，得到偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1150℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至混合熔体中进行回熔，恒温1分钟，然后快速降至1145℃，以1r/min转速旋转籽晶杆，同时以0.5mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体开始生长后，通过缩颈和放肩过程进一步优化晶体质量，待晶体直径达到所需尺寸后，将提拉速度控制在0.1mm/h，停止旋转，以0.5℃/d的速率缓慢降温，待晶体长度生长到所需尺寸后，将晶体从剩余熔体中提出，并以10℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为26×22×37mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例3
熔体泡生法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：SrCO3+2H3BO3→SrB2O4+CO2↑+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用原料SrCO3和H3BO3为分析纯(≥99％)；
将SrCO3和H3BO3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温3天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；
将合成的偏硼酸锶多晶粉末装入铂金坩埚中，加热至温度1160℃，恒温10小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合熔体快速降温10℃，在相应的温度保温6小时，重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶，然后以1℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕后，以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1146℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在混合熔体液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔体中进行回熔，恒温20分钟，然后快速降温至1143℃，再以5℃/d的速率缓慢降温，以0.05mm/h的速度缓慢提拉晶体，以0r/min转速不旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔体表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为41×33×26mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例4
熔体泡生法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(OH)2+2H3BO3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用原料Sr(OH)2和H3BO3为分析纯(≥99％)；
将Sr(OH)2和H3BO3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温1天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；
将合成的偏硼酸锶多晶粉末装入铂金坩埚中，加热至温度1180℃，恒温6小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆下端的铂金丝下至得到的混合熔体中，以5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以30r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以5℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以50℃/h降温速率降至室温，得到偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1148℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至混合熔体中进行回熔，恒温5分钟，快速降温至1140℃，再以0.1℃/d的速率缓慢降温，以5r/min转速旋转籽晶杆，0.05mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体从剩余熔体中提出，并以15℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为32×29×33mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例5
熔体顶部籽晶法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(NO3)2+2H3BO3→SrB2O4+NO2↑+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(NO3)2和H3BO3原料为分析纯(≥99％)：
将Sr(NO3)2和H3BO3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后缓慢温度升到1000℃，保温2天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；
将合成的偏硼酸锶多晶粉末装入铂金坩埚中，加热至1180℃，恒温1小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合熔体快速降温7℃，在相应的温度保温4小时，重复此降温和保温的过程直至熔体液面出现漂晶，然后以0.5℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕后，以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1149℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在混合熔体液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔体表面进行回熔，恒温8分钟，然后快速降到1143℃，再以0.2℃/d的速率缓慢降温，以0r/min转速不旋转籽晶杆，同时以0mm/h的速度不向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔体表面，并以温度30℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为45×47×16mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例6
熔体顶部籽晶法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：SrCO3+B2O3→SrB2O4+CO2↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用SrCO3和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
直接将SrCO3和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至1160℃，恒温50小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合熔体快速降温6℃，在相应的温度保温3小时，重复此降温和保温的过程直至熔体液面出现漂晶，然后以3℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕后，以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1147℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至混合熔体表面进行回熔，恒温10分钟，然后快速降温至1144℃，再以0.5℃/d的速率缓慢降温，以20r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.2mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离熔体表面，并以10℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为46×44×22mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例7
熔体顶部法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(OH)2+B2O3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(OH)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
直接将Sr(OH)2和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至1160℃，恒温30小时，得混合熔体；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆下端的铂金丝下至得到的混合熔体中，以1℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以1.5℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，得到偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1150℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶接触混合熔体表面进行回熔，恒温2分钟，快速降温至1143℃，再以0.1℃/d的速率缓慢降温，以10r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0mm/h的速度不提拉晶体，晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔体表面，并以5℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为29×28×15mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例8
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：SrO+B2O3→SrB2O4制备偏硼酸锶双折射晶体，所用SrO和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
将SrO和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后缓慢温度升到1000℃，保温1天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；
将合成的偏硼酸锶化合物与助熔剂Li2CO3(分析纯，≥99％)按摩尔比SrB2O4:Li2CO3＝1:0.5进行混配混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至温度1150℃，恒温10小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝下至得到的混合熔液中，以1℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以5r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以0.1℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以10℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1000℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先籽晶在混合液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温15分钟，快速降温至990℃，再以1℃/d的速率缓慢降温，以15r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以5mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以5℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为15×16×19mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例9
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(NO3)2+B2O3→SrB2O4+NO2↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(NO3)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
直接将SrNO3、B2O3和助溶剂LiF按摩尔比锶:硼:LiF＝1:2:0.1称量后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至1160℃，恒温30小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以10r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以1℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以温度20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定再籽晶杆上，降温至1135℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至混合熔液中进行回熔，恒温5分钟，快速降温至1126℃，再以0.5℃/d的速率缓慢降温，以10r/min转速旋转籽晶杆，同时以3mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以5℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为17×23×16mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例10
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(NO3)2+B2O3→SrB2O4+NO2↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(NO3)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
直接将SrNO3、B2O3和助溶剂LiOH按摩尔比锶:硼:LiOH＝1:2:0.1称量后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至950℃，恒温30小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以5℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以30℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至938℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温20分钟，快速降温至930℃，再以0.1℃/d的速率缓慢降温，以2r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以10℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为22×15×19mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例11
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的SrB2O4和助溶剂B2O3按摩尔SrB2O4:B2O3＝1:0.2称取后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至1110℃，恒温30小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以30r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以50℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1078℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温10分钟，快速降温至1070℃，再以0.1℃/d的速率缓慢降温，以2r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.5mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为32×19×14mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例12
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(OH)2+B2O3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(OH)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
直接将Sr(OH)2、B2O3和分析纯(≥99％)的助溶剂NaF按摩尔比锶:硼:NaF＝1:2:3称取后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至920℃，恒温20小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合熔液快速降温8℃，在相应的温度保温4小时，重复此降温保温过程直至熔液液面出现漂晶，然后以温度5℃/d的速率缓慢降温至结晶，再以温度20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至905℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液进行回熔，恒温4分钟，快速降温至900℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以5r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以15℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为19×11×13mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例13
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：SrCO3+2H3BO3→SrB2O4+CO2↑+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用SrCO3和H3BO3原料为分析纯(≥99％)：
直接将SrCO3、H3BO3和分析纯(≥99％)的助溶剂Na2CO3按摩尔比锶:硼:Na2CO3＝1:2:0.5称取后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至1000℃，恒温24小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合熔液快速降温6℃，在相应的温度保温3小时，重复此降温保温过程直至熔液液面出现漂晶，然后以温度8℃/d的速率缓慢降温至结晶，再以15℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至980℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温5分钟，快速降温至966℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以8r/min转速旋转籽晶杆，同时以0.3mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为22×18×32mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例14
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(OH)2+H3BO3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(OH)2和H3BO3原料为分析纯(≥99％)：
直接将Sr(OH)2、H3BO3和分析纯(≥99％)的助溶剂NaOH按摩尔比锶:硼:NaOH＝1:2:4称取后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至900℃，恒温12小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以4℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以25r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至860℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温3分钟，快速降到852℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以10r/min转速旋转籽晶杆，同时以0.2mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以15℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为29×19×27mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例15
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将SrB2O4和分析纯(≥99％)的助溶剂H3BO3按摩尔比SrB2O4:H3BO3＝1:0.6称取后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至1050℃，恒温12小时，得到混合熔液；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以5℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1020℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温10分钟，快速降温至1012℃，再以0.1℃/d的速率缓慢降温，以2r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为26×15×19mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例16
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(OH)2+B2O3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(OH)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
将Sr(OH)2和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后缓慢温度升到1000℃，保温2天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；
将合成的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助熔剂Li2CO3-B2O3，按摩尔比SrB2O4:Li2CO3-B2O3＝1:2进行混配混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至温度900℃，恒温10小时，得到含偏硼酸锶与助熔剂的混合熔液，其中助熔剂Li2CO3-B2O3摩尔比为2:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至850℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温10分钟，快速降温至845℃，再以0.5℃/d的速率缓慢降温，以2r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.2mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为14×17×21mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例17
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(OH)2+B2O3→SrB2O4+H2O↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(OH)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
将Sr(OH)2和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后缓慢温度升到1000℃，保温2天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；
将合成的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助熔剂Na2CO3-B2O3按摩尔比SrB2O4:Na2CO3-B2O3＝1:1.5称量并混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至900℃，恒温10小时，得到含偏硼酸锶与助熔剂的混合熔液，其中助熔剂Na2CO3-B2O3摩尔比为2:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至860℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温10分钟，快速降温至852℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以2r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0mm/h的速度不提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为24×17×11mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例18
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助溶剂LiOH-H3BO3按摩尔比SrB2O4:LiOH-H3BO3＝1:1称量并混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至940℃，恒温20小时，得到混合熔液，其中助溶剂LiOH-H3BO3摩尔比为3:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至890℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温5分钟，快速降温至884℃，再以3℃/d的速率缓慢降温，以2r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.2mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为25×19×16mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例19
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助溶剂LiF-H3BO3按摩尔比SrB2O4:LiF-H3BO3＝1:3称量并混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至900℃，恒温20小时，得到混合熔液，其中助溶剂LiF-H3BO3摩尔比为2:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至850℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温3分钟，快速降温至846℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以5r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为15×17×11mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例20
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助溶剂NaOH-H3BO3按摩尔比SrB2O4:NaOH-H3BO3＝1:1称量并混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至1000℃，恒温20小时，得到混合熔液，其中助溶剂NaOH-H3BO3摩尔比为2:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以2r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至960℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温5分钟，快速降温至954℃，再以1.5℃/d的速率缓慢降温，以10r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0mm/h的速度不提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为25×29×13mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例21
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助溶剂LiNO3-H3BO3按摩尔比SrB2O4:LiNO3-H3BO3＝1:2称量并混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至960℃，恒温20小时，得到混合熔液，其中助溶剂LiNO3-H3BO3摩尔比为1:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0r/min的旋转速率不旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至920℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温5分钟，快速降温至914℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以8r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为21×18×14mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例22
助熔剂法生长偏硼酸锶双折射晶体：
直接将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物与分析纯(≥99％)的复合助溶剂NaNO3-H3BO3按摩尔比SrB2O4:NaNO3-H3BO3＝1:2称量并混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至930℃，恒温10小时，得到混合熔液，其中助溶剂NaNO3-H3BO3摩尔比为2:1；
制备偏硼酸锶籽晶：将固定在籽晶杆的铂金丝进入得到的混合熔液中，以3℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以2r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以2℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
将盛有制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至890℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在液面上预热10分钟，然后将籽晶下至接触混合熔液液面进行回熔，恒温5分钟，快速降温至886℃，再以2℃/d的速率缓慢降温，以5r/min转速旋转籽晶杆，以便晶体能够较好的生长，同时以0.05mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离混合熔液表面，并以20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到尺寸为27×21×13mm3偏硼酸锶双折射晶体。
实施例23
坩埚下降法生长偏硼酸锶双折射晶体：
将分析纯(≥99％)的SrB2O4和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2.02混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入坩埚下降法所用的铂金坩埚中，置于温度梯度炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.1mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到混合原料装入坩埚中，置于温度梯度炉内，加热升温至1150℃，恒温20小时，使坩埚中的混合原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，然后以0.1mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ40×29mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例24
坩埚下降法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：SrCO3+B2O3→SrB2O4+CO2↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用SrCO3和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
将分析纯(≥99％)的SrCO3和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2.1混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入坩埚下降法所用的铂金坩埚中，置于温度梯度炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以2mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到混合原料装入坩埚中，置于温度梯度炉内，加热升温至1140℃，恒温10小时，使坩埚中的混合原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，然后以1mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以10℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ40×36mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例25
坩埚下降法生长偏硼酸锶双折射晶体：
将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的烧结原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的烧结原料装入坩埚下降法所用的铂金坩埚中，置于温度梯度炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以1mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的熔体自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到烧结原料装入坩埚中，置于温度梯度炉内，加热升温至1170℃，恒温1小时，使坩埚中的混合原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，然后以0.5mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的熔体自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以5℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ40×23mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例26
坩埚下降法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(NO3)2+B2O3→SrB2O4+NO2↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(NO3)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
将分析纯(≥99％)的Sr(NO3)2和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2.01混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入坩埚下降法所用的铂金坩埚中，置于温度梯度炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.5mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以温度20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到混合原料装入坩埚中，置于温度梯度炉内，加热升温至1145℃，恒温5小时，使坩埚中的混合原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，然后以0.3mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以10℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ40×31mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例27
热交换法生长偏硼酸锶双折射晶体：
将SrO和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2.01混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入热交换法所用的铂金坩埚中，置于热交换炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以1℃/h的速率降温使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到的混合原料装入坩埚中，加热升温至1160℃，恒温6小时，使坩埚中的原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，通过加热器、反射绝热屏和籽晶杆冷却装置制造一个上高下低的温度分布，然后以0.5℃/h的速率降温使坩埚内的熔液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以5℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ60×30mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例28
热交换法生长偏硼酸锶双折射晶体：
将SrCO3和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2.1混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入热交换法所用的铂金坩埚中，置于热交换炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.1℃/h的速率降温使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到的混合原料装入坩埚中，加热升温至1140℃，恒温20小时，使坩埚中的原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，通过加热器、反射绝热屏和籽晶杆冷却装置制造一个上高下低的温度分布，然后以0.1℃/h的速率降温使坩埚内的熔液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ60×28mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例29
热交换法生长偏硼酸锶双折射晶体：
将分析纯(≥99％)的偏硼酸锶化合物放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入热交换法所用的铂金坩埚中，置于热交换炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.5℃/h的速率降温使坩埚内的熔体自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到的混合原料装入坩埚中，加热升温至1170℃，恒温1小时，使坩埚中的原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，通过加热器、反射绝热屏和籽晶杆冷却装置制造一个上高下低的温度分布，然后以0.2℃/h的速率降温使坩埚内的熔体自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以15℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ60×35mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例30
热交换法生长偏硼酸锶双折射晶体：
按化学方程式：Sr(NO3)2+B2O3→SrB2O4+NO2↑制备偏硼酸锶双折射晶体，所用Sr(NO3)2和B2O3原料为分析纯(≥99％)：
将Sr(NO3)2和B2O3按摩尔比锶:硼＝1:2.06混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；
制备偏硼酸锶籽晶：将得到的混合原料装入热交换法所用的铂金坩埚中，置于热交换炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.6℃/h的速率降温使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
在铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将得到的混合原料装入坩埚中，加热升温至1155℃，恒温10小时，使坩埚中的原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，通过加热器、反射绝热屏和籽晶杆冷却装置制造一个上高下低的温度分布，然后以0.3℃/h的速率降温使坩埚内的溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以10℃/h的降温速率降至室温，即得到尺寸为Φ60×41mm3的偏硼酸锶双折射晶体。
实施例31
将实施例1-30任意一种所制备的偏硼酸锶双折射晶体(见图3)切出一个严格定向的晶片，该晶片面内包含两个结晶学轴并且与另外一个结晶学轴垂直，用棱镜耦合仪对其进行折射率测试，通过5个波长下的实验数据拟合出了偏硼酸锶双折射晶体的色散方程(sellmier方程)：
nx 2＝2.31276+0.01312/(λ2+0.00891)-0.00256λ2，
ny 2＝2.73295+0.01914/(λ2-0.00421)-0.01771λ2，
nz 2＝2.73521+0.03186/(λ2+0.10203)-0.01416λ2；
根据该方程可计算晶体在透光波长范围内170-3300nm的折射率，相应的最大折射和最小折射率的差值即为晶体的双折射率。
实施例32
用本发明的偏硼酸锶双折射晶体制作格兰型棱镜：
将实施例1－30所得任意的偏硼酸锶双折射晶体，加工成两块相同的晶体棱镜，如图5所示，光垂直入射方向沿着晶体的结晶学轴，入射面内包含另外两个结晶学轴，两块棱镜沿斜面通过空气薄层连接在一起；或将两块棱镜间的连接层由空气换为不同折射率的光胶，从而获得不同顶角切割的偏振棱镜，通过调节棱镜的顶角，能够实现晶体透光波段内170-3300nm的棱镜设计，当一束光垂直于入射面入射时，经过格兰棱镜的第一块棱镜，两束偏振方向相互垂直的光方向不发生偏折，在斜面上的入射角等于棱镜斜面与直角面的夹角(即棱镜的顶角)。选取合适的棱镜顶角使其中的一束偏振光在斜面上发生全反射，另外一束偏振光经过两块棱镜的连接层以及第二块棱镜后射出。
实施例33
用本发明的偏硼酸锶双折射晶体制作沃拉斯顿棱镜：
将实施例1－30所得任意的偏硼酸锶双折射晶体加工两块棱镜然后粘合构成沃拉斯顿棱镜如图6所示，两块棱镜的顶角相同但入射面和出射面包含的结晶学轴不同，入射光垂直入射到棱镜端面，在棱镜一内，偏振方向相互垂直的两束偏振光以不同的速度沿同一方向行进，光从棱镜一进入棱镜二时，由于结晶学轴沿入射方向转了90度，折射率发生变化，两束线偏振光因分别发生双折射而分开，两束分开的偏振光由棱镜二进入空气时发生第二次双折射而进一步分开，晶体的双折射率越大，越有利于光束的分离。
实施例34
用本发明的偏硼酸锶双折射晶体制作偏振分束器：
将实施例1－30所得任意的偏硼酸锶双折射晶体，用于制备楔形双折射晶体偏振分束器(如图7所示)，一个楔形的双折射晶体，通过方向沿晶体y轴方向，一束自然光沿光学主轴y轴方向入射后经过晶体可以分成两束线偏振光，双折射率越大，两束光可以分开的越远，便于光束的分离。
实施例35
用本发明的偏硼酸锶双折射晶体制作光隔离器：
将实施例1－30所得任意的偏硼酸锶双折射晶体，用于制备光隔离器，将一个入射光束偏振面旋转45°的法拉第光旋转器置于一对彼此45°交叉放置的双折射晶体偏转器之间，则可构成一台光隔离器，它只允许正向传播的光束通过该系统，而将反向传播的光束阻断，图8a表示入射的光束可以通过，图8b表示反射光被阻止了。

Claims (9)

1.一种偏硼酸锶双折射晶体，其特征在于该晶体化学式为SrB2O4，分子量为173.24，属于正交晶系，空间群为Pbcn，a = 12.00(5)Å，b = 4.33(7)Å，c=6.58(4)Å，Z=4；该偏硼酸锶双折射晶体为负双轴晶体，透过范围为170-3300nm，双折射率在0.10-0.35之间。
2.一种权利要求1中所述的偏硼酸锶双折射晶体的制备方法，其特征在于采用熔体法、助溶剂法、坩埚下降法或热交换法制备晶体；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用熔体法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼=1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温1-3天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；然后将得到的偏硼酸锶化合物的多晶粉末装入铂金坩埚中，加热至温度1160-1180℃，恒温1-50小时，得到混合熔体；
或直接将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼=1:2混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至温度1160-1180℃，恒温10-50小时，得到混合熔体；
所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶或偏硼酸锶；含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将步骤a得到的混合熔体快速降温5-10℃，在相应的温度保温2-6小时，重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶，然后以0.1-5℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕，再以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
或将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入步骤a得到的混合熔体中，以1-5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0-30r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，同时以O-1mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、将盛有步骤a制得的混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中，将步骤b得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至1146-1152℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在混合熔体上方预热10分钟，然后将籽晶下至熔体表面或熔体中进行回熔，恒温1-20分钟，然后快速降温至1140-1145℃，再以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，以0-30r/min转速旋转籽晶杆，同时以O-0.5mm/h的速度向上提拉晶体，待晶体生长到所需尺寸后，将晶体从剩余熔体中提出，并以5-20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到厘米级偏硼酸锶双折射晶体；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用助熔剂法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼=1:2混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温1-3天，得到偏硼酸锶化合物的多晶粉末，对其进行X射线分析，所得X射线谱图与偏硼酸锶单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的；然后将得到的偏硼酸锶化合物的多晶粉末与助熔剂混合均匀后装入铂金坩埚中，加热至温度900-1150℃，恒温1-50小时，得到含助溶剂的混合溶液，其中偏硼酸锶化合物与助熔剂的摩尔比为1:0.01-4；
或直接将含锶化合物、含硼化合物和助溶剂按摩尔比Sr:B:助溶剂=1:2:0.01-4称量后混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中，缓慢升温至温度900-1160℃，恒温10-50小时，得到含助溶剂的混合溶液；
所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶或偏硼酸锶；含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；所述助溶剂为氧化硼、硼酸、碳酸钠、氢氧化钠、氟化钠、氟化锂、氢氧化锂、碳酸锂或含锂化合物与含硼化合物的混合物，或含钠化合物与含硼化合物的混合物；其中含锂化合物与含硼化合物的混合物中锂和硼的摩尔比为Li:B=1-3:1，含钠化合物与含硼化合物的混合物中钠和硼的摩尔比为Na:B=1-3:1；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将步骤a得到的含助溶剂的混合溶液快速降温5-10℃，在相应的温度保温2-6小时，重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶，然后以0.1-5℃/d的速率缓慢降温至结晶完毕，再以20℃/h的降温速率降至室温，自发结晶获得偏硼酸锶籽晶；
或将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入步骤a得到的含助溶剂的混合溶液中，以1-5℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体，然后以0-30r/min的旋转速率旋转籽晶杆，以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，待晶体生长到所需尺寸后，将其提离液面，并以20℃/h降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、将盛有步骤a制得的装有混合溶液的坩埚置入晶体生长炉中，将步骤b得到的籽晶固定于籽晶杆上，降温至850-1140℃，将籽晶从晶体生长炉顶部下入炉膛当中，先将籽晶在混合溶液液面上预热籽晶10分钟，然后将籽晶下至液体表面或液体中进行回熔，恒温1-20分钟，然后快速降温至845-1135℃，再以0.1-5℃/d的速率缓慢降温，以0-30r/min转速旋转籽晶杆，同时以O-3mm/h的速度向上提拉晶体,待晶体生长到所需尺寸后，将晶体提离液面，并以5-20℃/h的降温速率降至室温，将晶体从炉膛中取出，即得到厘米级偏硼酸锶双折射晶体；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用坩埚下降法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼=1:2-2.1混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶、或偏硼酸锶，含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将由步骤a得到混合原料装入坩埚下降法所用的铂金坩埚中，置于温度梯度炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.1-2mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的熔体或溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、在坩埚下降法所用的铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将由步骤a得到混合原料装入坩埚中，置于温度梯度炉内，加热升温至1140-1170℃，恒温1-20小时，使坩埚中的混合原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，然后以0.1-2mm/h的速率下降坩埚，使坩埚内的熔体或溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以5-20℃/h的降温速率降至室温，即得到厘米级的偏硼酸锶单晶；
所述的偏硼酸锶双折射晶体采用热交换法制备，具体操作按下列步骤进行：
a、将含锶化合物和含硼化合物按摩尔比锶:硼=1:2-2.1混合均匀并充分研磨，然后放入刚玉坩埚内在温度300℃预烧4小时，取出研磨并压实，然后温度升到1000℃，保温2天，得到晶体生长所用的混合原料；所述含锶化合物为氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、硝酸锶、醋酸锶、草酸锶或偏硼酸锶，含硼化合物为硼酸、氧化硼或偏硼酸锶；
b、制备偏硼酸锶籽晶：将由步骤a得到混合原料装入热交换法所用的铂金坩埚中，置于热交换炉内，加热至温度1180℃，使坩埚内的混合原料完全融化，恒温10小时，然后以0.1-1℃/h的速率降温使坩埚内的熔体或溶液自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以20℃/h的降温速率降至室温，获得偏硼酸锶籽晶；
c、在热交换法所用的铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶，然后将由步骤a得到混合原料装入坩埚中，加热升温至1140-1170℃，恒温1-20小时，使坩埚中的原料全部融化并使底部的籽晶保持结晶状态，通过加热器、反射绝热屏和籽晶杆冷却装置制造一个上高下低的温度分布，然后以0.1-1℃/h的速率降温使坩埚内的熔体自下而上缓慢结晶，待结晶完毕后以5-20℃/h的降温速率降至室温，即得到厘米级的偏硼酸锶单晶。
3.根据权利要求2所述的偏硼酸锶双折射晶体的制备方法，其特征在于所述熔体法包括泡生法和自熔体顶部籽晶法。
4.根据权利要求2所述的偏硼酸锶双折射晶体的制备方法，其特征在于所述的含锶化合物和含硼化合物纯度≥99.0%。
5.根据权利要求2所述的偏硼酸锶双折射晶体的制备方法，其特征在于所述的助溶剂纯度≥99.0%。
6.一种权利要求1所述的偏硼酸锶双折射晶体在制备多波段的偏振分束棱镜或光学元件中的用途。
7.根据权利要求6所述偏硼酸锶双折射晶体的用途，其特征在于所述的偏振分束棱镜为格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、尼科尔棱镜或塞纳蒙特棱镜。
8.根据权利要求6所述偏硼酸锶双折射晶体的用途，其特征在于所述的光学元件为偏振光束分离器、光隔离器、环形器、光束位移器、光学起偏器、光学检偏器、光学偏振器、光学调制器、偏振分光器、相位延迟器件或电光调制器件。
9.根据权利要求6所述偏硼酸锶双折射晶体的用途，其特征在于制作的偏振分束棱镜或光学元件用于红外-可见-紫外-深紫外多个波段。
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