CN112505816A - 化合物硼酸钾钡和硼酸钾钡双折射晶体及制备方法和用途 - Google Patents

化合物硼酸钾钡和硼酸钾钡双折射晶体及制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种化合物硼酸钾钡和硼酸钾钡双折射晶体及制备方法和用途，所述化合物的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，采用固相合成法制成，该晶体的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，属于三斜晶系，空间群为P
Figure 10617DEST_PATH_IMAGE002
，晶胞参数为a=6.7003 Å，b=11.1785 Å，c=11.2131 Å，α=101.388°,β=90.441°,γ=104.168°，单胞体积为796.89 Å3，其透光范围为185‑3500 nm，双折射率为0.062(1064 nm)‑0.095(200 nm)之间。该双折射晶体采用高温熔体法或高温熔液法生长晶体，本发明所述硼酸钾钡双折射晶体机械硬度适中，易于切割、抛光加工和保存，并且同成分熔融，易于生长；具有较大的透光范围和双折射率；在光学和通讯领域有重要应用，可用于制作偏振分束棱镜，相位延迟器件和电光调制器件等。

Description

化合物硼酸钾钡和硼酸钾钡双折射晶体及制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种化合物硼酸钾钡K5Ba2[B10O17]2(BO2)和硼酸钾钡K5Ba2[B10O17]2(BO2)双折射晶体及制备方法和用途。
背景技术
双折射是指一束光投射到晶体表面上产生两束折射光的现象，产生这种现象的根本原因在于晶体材料的各向异性。光在光学非均质体(如立方系以外的晶体)中传播时，除了个别特殊的方向(沿光轴方向)外，会改变其振动特点，分解为两个电场矢量振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两束偏振光，这种现象称为双折射，这样的晶体称为双折射晶体。晶体的双折射性质是光电功能材料晶体的重要光学性能参数，利用双折射晶体的特性可以得到线偏振光，实现对光束的位移等，从而使得双折射晶体成为制作光隔离器、环形器、光束位移器、光学起偏器和光学调制器等光学元件的关键材料。
根据当前无机双折射晶体材料发展情况，对新型双折射晶体不仅要求具有大的双折射率，而且还要求它的综合性能参数好，同时易于生长优质大尺寸体块晶体，这就需要进行大量系统而深入的研究工作。探索高性能的双折射晶体材料是光电功能材料领域的重要课题之一，人们仍在不断探索以求发现性能更好的双折射晶体。
发明内容
本发明第一个目的在于，提供一种化合物硼酸钾钡，该化合物的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，采用固相反应法制备。
本发明的第二个目的在于，提供硼酸钾钡双折射晶体，该晶体的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，属于三斜晶系，空间群为
Figure BDA0002806822130000011
晶胞参数为
Figure BDA0002806822130000012
Figure BDA0002806822130000013
α＝101.388°,β＝90.441°,γ＝104.168°，Z＝1，
Figure BDA0002806822130000014
本发明再一个目的在于，提供硼酸钾钡K5Ba2[B10O17]2(BO2)双折射晶的生长方法。
本发明又一个目的在于，提供硼酸钾钡K5Ba2[B10O17]2(BO2)双折射晶体的用途。
本发明所述的一种化合物硼酸钾钡，该化合物的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，采用固相反应法制备。
所述的化合物硼酸钾钡的制备方法，采用固相合成法制备，具体操作按下列步骤进行：
将含K化合物、含Ba化合物和含B化合物按摩尔比K∶Ba∶B＝5∶2∶21混合均匀，装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，升温至200℃，恒温3－20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至350℃，恒温3-20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至550-700℃，升温过程中多次取出样品研磨，然后恒温5－20小时后取出样品，放入研钵中研磨即得到硼酸钾钡化合物多晶粉末。所述含K化合物为KF、KOH、K2CO3、KNO3、KHCO3或KBF4；含Ba化合物为BaF2、Ba(BF4)2、BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(HCO3)2；含B化合物为H3BO3或B2O3。
一种硼酸钾钡双折射晶体，该晶体的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，属于三斜晶系，空间群为
Figure BDA0002806822130000021
晶胞参数为
Figure BDA0002806822130000022
α＝101.388°,β＝90.441°,γ＝104.168°，Z＝1，
Figure BDA0002806822130000023
其结构中含有的线性[BO2]-(O-B-O)基团。
所述硼酸钾钡双折射晶体的制备方法，采用高温熔体法或高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将含K化合物、含Ba化合物和含B化合物按摩尔比K∶Ba∶B＝5∶2∶21混合均匀，装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，升温至200℃，恒温3－20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至350℃，恒温3-20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至550-700℃，升温过程中多次取出样品研磨，然后恒温5－20小时后取出样品，放入研钵中研磨即得到硼酸钾钡化合物多晶粉末。所述含K化合物为KF、KOH、K2CO3、KNO3、KHCO3或KBF4；含Ba化合物为BaF2、Ba(BF4)2、BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(HCO3)2；含B化合物为H3BO3或B2O3；
b、将步骤a得到的化合物硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度800－900℃恒温5－15小时，再降温至700－750℃，得到硼酸钾钡熔体；
c、以0.5－5℃/h的速率降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
d、在熔体表面或熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定在籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触或伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至680-730℃，以温度0.1－5℃/h的速率降温，以0-50rpm的转速旋转籽晶杆，以0.1－10mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以1-10℃/h的速率降至室温，即得到硼酸钾钡双折射晶体。
或用泡生法在熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以温度0.1-5℃/h的速率降温，使晶体生长5-15天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以1-4℃/h的速率降至室温，即得到硼酸钾钡双折射晶体；
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将含K化合物、含Ba化合物、含B化合物和助溶剂按摩尔比K∶Ba∶B∶助溶剂＝5∶2∶21∶0.1-1.2混合后装入刚玉坩埚中，将坩埚加热至样品完全熔化，在温度800-900℃恒温5-15小时后降温至650-750℃，得到混合熔液；所述含K化合物为KF、KOH、K2CO3、KNO3、KHCO3或KBF4；含Ba化合物为BaF2、Ba(BF4)2、BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(HCO3)2；含B化合物为H3BO3或B2O3；助溶剂为KF、K2CO3、KNO3、KHCO3、KBF4、H3BO3或B2O3；
b、以0.5－5℃/h的速率降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
c、在熔液表面或熔液中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定在籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触或伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至680-730℃，以温度0.1-5℃/h的速率降温，以0-50rpm的转速旋转籽晶杆，以0.1-10mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以1-10℃/h的速率降至室温，即得到硼酸钾钡双折射晶体。
所述的硼酸钾钡双折射晶体在制备光隔离器、环形器、光束位移器、光学起偏器或光学调制器中的用途。
光学起偏器中为偏振分束棱镜。
偏振分束棱镜为格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜或洛匈棱镜。
本发明所述的硼酸钾钡双折射晶体，采用固相反应合成化合物，采用高温熔体法或高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，化学反应式：
5KF+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+29H2O↑+5HF↑；
5KOH+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+34H2O↑；
2.5K2CO3+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+4.5CO2↑+31.5H2O↑；
5KNO3+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+2.5N2O5↑+29H2O↑；
5KHCO3+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+7CO2↑+34H2O↑；
5KBF4+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+29H2O↑+5BF3↑+5HF↑；
5KF+2Ba(NO3)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2N2O5↑+29H2O↑+5HF↑；
2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+31.5H2O↑；
5KNO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+4.5N2O5↑+31.5H2O↑；
5KF+2BaF2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9HF↑；
2.5K2CO3+2BaF2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+29.5H2O↑+4HF↑；
5KNO3+2BaF2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5N2O5↑+29.5H2O↑+4HF↑；
5KBF4+2Ba(BF4)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9BF3↑+9HF↑；
2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+11H3BO3+5B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑；
2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+10.5B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑；
2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+0.1KF→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑+0.1KF；
2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+1.2B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑+1.2B2O3；
2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+0.4K2CO3+0.8B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑+0.4K2CO3+0.8B2O3；
5KF+2BaF2+21H3BO3+1K2CO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9HF↑+1K2CO3；
5KF+2BaF2+21H3BO3+1KHCO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9HF↑+1KHCO3；
5KNO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+0.8KNO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+4.5N2O5↑+31.5H2O↑+0.8KNO3；
5KHCO3+2BaCO3+21H3BO3+0.5H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+7CO2↑+34H2O↑+0.5H3BO3；
5KBF4+2BaCO3+21H3BO3+0.5KBF4→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+29H2O↑+5BF3↑+5HF↑+0.5KBF4。
本发明所述硼酸钾钡双折射晶体，该晶体用于红外-深紫外波段，为正双轴晶体，透过范围185－3500nm，双折射率为0.062(3500nm)－0.118(185nm)之间。
本发明所述的硼酸钾钡双折射晶体，化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，属于三斜晶系，空间群为
Figure BDA0002806822130000041
晶胞参数为
Figure BDA0002806822130000042
α＝101.388°,β＝90.441°,γ＝104.168°，Z＝1，
Figure BDA0002806822130000043
其透光范围为185－3500nm，双折射率为0.062(3500nm)－0.118(180nm)之间。晶体易于生长、易于切割、易于研磨、易于抛光和易于保存；在制备方法中采用高温熔体法(熔体提拉法、泡生法)或助熔剂法生长晶体。所获得的晶体在空气中稳定。能够用于制作格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜或光束分离偏振器等偏振分束棱镜，在光学和通讯领域有重要应用。
附图说明
图1为本发明化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)的粉末XRD谱图；
图2为本发明K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体的结构图；
图3为K5Ba2[B10O17]2(BO2)双折射率计算曲线图；
图4为本发明楔形双折射晶体偏振分束器示意图；其中1为入射光，2为o光，3为e光，4为光轴，5为切好的K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体；
图5为用本发明方法生长的晶体制作光束位移器示意图；其中1为入射光，2为o光，3为e光，4为光轴，5为切好的K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体，6透光方向，7光轴面。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。需要说明的是，下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上做出的改进都不违背本发明精神。本发明所用原料或设备，如无特殊说明，均是商业上可以购买得到的。
实施例1
按反应式：5KF+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+29H2O↑+5HF↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将KF、BaCO3和H3BO3按钾:钡:硼的摩尔比5:2:21称取放入研钵中并仔细研磨，然后装入Φ100mm×100mm的敞口刚玉坩埚中，放入马弗炉中，缓慢升温至200℃，恒温3-20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至350℃，恒温3-20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至550-700℃，升温过程中多次取出样品研磨，然后恒温5-20小时后取出样品，放入研钵中研磨即得硼酸钾钡化合物硼酸钾钡多晶粉末；
将制备的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度800℃恒温5小时，再降温至750℃，得到硼酸钾钡熔体；
以5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在化合物熔体中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触，降温至680℃，以0.1℃/h的速率降温，以0rpm的转速不旋转籽晶杆，以0.1mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以1℃/h的速率降至室温，即可得到尺寸为3mm×8mm×9mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例2
按反应式：5KOH+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+34H2O↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将得到的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度810℃恒温8小时，再降温至700℃，得到硼酸钾钡熔体；
以1℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在熔体中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至700℃，以温度1℃/h的速率降温，以20rpm的转速旋转籽晶杆，以1℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为3mm×11mm×11mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例3
按反应式：2.5K2CO3+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+4.5CO2↑+31.5H2O↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
原料用反应式中的反应物，具体操作步骤依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度880℃恒温10小时，再降温至740℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度1.5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在化合物熔体中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触，降温至730℃，以温度5℃/h的速率降温，以50rpm的转速旋转籽晶杆，以10mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以10℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为4mm×6mm×8mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例4
按反应式：5KNO3+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+2.5N2O5↑+29H2O↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将得到的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度860℃恒温12小时，再降温至720℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以0.5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以1℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为2mm×4mm×5mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例5
按反应式：5KHCO3+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+7CO2↑+34H2O↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将得到的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在830℃恒温8小时，再降温至710℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以1℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以0.2℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以2℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×13mm×13mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例6
按反应式：5KBF4+2BaCO3+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+29H2O↑+5BF3↑+5HF↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度850℃恒温10小时，再降温至730℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以2℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以2℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为12mm×16mm×13mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例7
按反应式：5KF+2Ba(NO3)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2N2O5↑+29H2O↑+5HF↑制备K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将得到的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度880℃恒温12小时，再降温至750℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以1.5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以0.3℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以4℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×11mm×11mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例8
按反应式：2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+31.5H2O↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度900℃恒温15小时，再降温至740℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟；以温度0.2℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为6mm×11mm×11mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例9
按反应式：5KNO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+4.5N2O5↑+31.5H2O↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度850℃恒温9小时，再降温至730℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度3℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟；以温度0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以1℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为8mm×14mm×18mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例10
按反应式：5KF+2BaF2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9HF↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度880℃恒温13小时，再降温至740℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度4℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟；以温度0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为8mm×14mm×18mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例11
按反应式：2.5K2CO3+2BaF2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+29.5H2O↑+4HF↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度900℃恒温14小时，再降温至750℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度0.5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟；以温度0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以2℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为6mm×14mm×15mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例12
按反应式：5KNO3+2BaF2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5N2O5↑+29.5H2O↑+4HF↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度900℃恒温10小时，再降温至740℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以温度0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为5mm×11mm×12mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例13
按反应式：5KBF4+2Ba(BF4)2+21H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9BF3↑+9HF↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度820℃恒温7小时，再降温至710℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度3℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以温度5℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为3mm×10mm×12mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例14
按反应式：2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+11H3BO3+5B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度820℃恒温6小时，再降温至710℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度2℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以温度0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为3mm×10mm×12mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例15
按反应式：2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+10.5B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
制备化合物硼酸钾钡依据实施例1进行；
将合成的硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度870℃恒温12小时，再降温至720℃，得到硼酸钾钡化合物熔体；
以温度2℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用泡生法生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从装有混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟；以温度0.1℃/h的速率降温，使晶体生长几天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为3mm×10mm×12mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例16
按反应式：2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+0.1KF→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑+0.1KF合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含K2CO3、Ba(NO3)2、H3BO3与助溶剂KF按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:0.1混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度800℃恒温5小时，再降温至700℃，得到混合熔液；
以1.5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触，降温至680℃，再以0.1℃/h的速率降温，以0rpm的转速不旋转籽晶杆，以0.1mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以1℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×14mm×15mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例17
按反应式：2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+1.2B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑+1.2B2O3合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含K2CO3、Ba(NO3)2、H3BO3与助溶剂B2O3按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:1.2混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度840℃恒温8小时，再降温至700℃，得到混合熔液；
以温度2℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至700℃，以温度1℃/h的速率降温，以10rpm的转速旋转籽晶杆，以1mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以2℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为9mm×13mm×15mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例18
按反应式：2.5K2CO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+0.4K2CO3+0.8B2O3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2.5CO2↑+2N2O5↑+16.5H2O↑+0.4K2CO3+0.8B2O3合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含K2CO3、Ba(NO3)2、H3BO3和助溶剂0.4K2CO3和0.8B2O3按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:0.4:0.8混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度820℃恒温6小时，再降温至690℃，得到混合熔液；
以温度0.5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触，降温至710℃，以温度3℃/h的速率降温，以20rpm的转速旋转籽晶杆，以2mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以3℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×14mm×15mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例19
按反应式：5KF+2BaF2+21H3BO3+1K2CO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9HF↑+1K2CO3合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含KF、BaF2、H3BO3和助溶剂K2CO3按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:1混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度850℃恒温10小时，再降温至700℃，得到混合熔液；以温度3℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至720℃，以温度3℃/h的速率降温，以30rpm的转速旋转籽晶杆，以4mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以4℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×11mm×13mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例20
按反应式：5KF+2BaF2+21H3BO3+1KHCO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+27H2O↑+9HF↑+1KHCO3合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含KF、BaF2、H3BO3和助溶剂KHCO3按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:1混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度800℃恒温8小时，再降温至680℃，得到混合熔液；以温度4℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触，降温至690℃，以温度4℃/h的速率降温，以40rpm的转速旋转籽晶杆，以6mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以6℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为11mm×17mm×18mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例21
按反应式：5KNO3+2Ba(NO3)2+21H3BO3+0.8KNO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+4.5N2O5↑+31.5H2O↑+0.8KNO3合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含KNO3、Ba(NO3)2、H3BO3和助溶剂KNO3按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:0.8混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度900℃恒温15小时，再降温至750℃，得到混合熔液；
以温度5℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至730℃，以温度5℃/h的速率降温，以50rpm的转速旋转籽晶杆，以8mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以8℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×14mm×15mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例22
按反应式：5KHCO3+2BaCO3+21H3BO3+0.5H3BO3→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+7CO2↑+34H2O↑+0.5H3BO3合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含KNO3、Ba(NO3)2、H3BO3和助溶剂H3BO3按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:0.5混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度870℃恒温12小时，再降温至700℃，得到混合熔液；
以温度1℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触，降温至710℃，以温度4℃/h的速率降温，以40rpm的转速旋转籽晶杆，以10mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以10℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为7mm×16mm×17mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例23
按反应式：5KBF4+2BaCO3+21H3BO3+0.5KBF4→K5Ba2(B10O17)2(BO2)+2CO2↑+29H2O↑+5BF3↑+5HF↑+0.5KBF4合成化合物K5Ba2[B10O17]2(BO2)：
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
将含KNO3、Ba(NO3)2、H3BO3和助溶剂KBF4按摩尔比K∶Ba∶B:助溶剂＝5∶2∶21:0.5混合均匀，装入铂金坩埚中加热到熔化，在温度880℃恒温14小时，再降温至720℃，得到混合熔液；
以温度4℃/h的速率缓慢降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
采用提拉法在混合熔液中生长晶体：将得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至730℃，以温度5℃/h的速率降温，以30rpm的转速旋转籽晶杆，以8mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以8℃/h的速率降至室温，即得到尺寸为9mm×14mm×17mm硼酸钾钡双折射晶体。
实施例24
将实施例1-23所得任意的K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体，用于制备楔形双折射晶体偏振分束器，一个楔形的双折射晶体，光轴的取向如图4所示，一束自然光1入射后经过晶体5可以分成两束线偏振光，为o光2，为e光3，双折射率越大，两束光o光2，e光3可以分开的越远，便于光束的分离。
实施例25
将实施例1-23所得的任意的K5Ba2[B10O17]2(BO2)晶体，用于制备光束位移器，加工一个双折射晶体5，令其光轴面7与棱成一角度θ(如图5a所示)，当自然光1垂直入射后，可以分成两束振动方向互相垂直的线偏振光分别是o光2，e光3，(如图5b所示)，双折率越大，两束光o光2，e光3可以分开的越远，便于光束的分离。

Claims (7)

1.一种化合物硼酸钾钡，其特征在于该化合物的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，采用固相反应法制备。
2.一种如权利要求1所述的化合物硼酸钾钡的制备方法，其特征在于采用固相合成法制备，具体操作按下列步骤进行：
将含K化合物、含Ba化合物和含B化合物按摩尔比K∶Ba∶B＝5∶2∶21混合均匀，装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，升温至200℃，恒温3－20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至350℃，恒温3-20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至550-700℃，升温过程中多次取出样品研磨，然后恒温5－20小时后取出样品，放入研钵中研磨即得到硼酸钾钡化合物多晶粉末；
所述含K化合物为KF、KOH、K2CO3、KNO3、KHCO3或KBF4；含Ba化合物为BaF2、Ba(BF4)2、BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(HCO3)2；含B化合物为H3BO3或B2O3。
3.一种硼酸钾钡双折射晶体，其特征在于该晶体的化学式为K5Ba2[B10O17]2(BO2)，分子量为1273.19，属于三斜晶系，空间群为P
Figure 713674DEST_PATH_IMAGE001
，晶胞参数为a = 6.7003 Å，b = 11.1785 Å，c =11.2131 Å，α= 101.388°, β = 90.441°, γ = 104.168°，Z = 1，V = 796.89 Å3，其结构中含有的线性[BO2]− (O-B-O)基团。
4.一种如权利要求3所述的硼酸钾钡双折射晶体的制备方法，其特征在于采用高温熔体法或高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体：
采用高温熔体法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将含K化合物、含Ba化合物和含B化合物按摩尔比K∶Ba∶B＝5∶2∶21混合均匀，装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，升温至200℃，恒温3－20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至350℃，恒温3-20小时，待冷却后取出坩埚，将样品研磨均匀，再置于坩埚中，将马弗炉升温至550-700℃，升温过程中多次取出样品研磨，然后恒温5－20小时后取出样品，放入研钵中研磨即得到硼酸钾钡化合物多晶粉末；
所述含K化合物为KF、KOH、K2CO3、KNO3、KHCO3或KBF4；含Ba化合物为BaF2、Ba(BF4)2、BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(HCO3)2；含B化合物为H3BO3或B2O3；
b、将步骤a得到的化合物硼酸钾钡多晶粉末放在铂金坩埚中加热到熔化，在温度800－900℃恒温 5－15小时，再降温至700－750℃，得到硼酸钾钡熔体；
c、以0.5－5 ℃/h的速率降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
d、在熔体表面或熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定在籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触或伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至680-730℃，以温度0.1－5 ℃/h的速率降温，以 0-50 rpm 的转速旋转籽晶杆，以0.1－10 mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以1-10℃/h 的速率降至室温，即得到硼酸钾钡双折射晶体；
或用泡生法在熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔体的上方下籽晶，先预热40分钟，再使籽晶和液面接触，恒温30分钟，以温度0.1 -5℃/h的速率降温，使晶体生长5-15天后，缓慢提升晶体，将晶体提离熔体液面，以1-4 ℃/h的速率降至室温，即得到硼酸钾钡双折射晶体；
采用高温熔液法生长硼酸钾钡双折射晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将含K化合物、含Ba化合物、含B化合物和助溶剂按摩尔比K∶Ba∶B∶助溶剂＝5∶2∶21∶0.1-1.2混合后装入刚玉坩埚中，将坩埚加热至样品完全熔化，在温度800-900℃恒温5-15小时后降温至650-750℃，得到混合熔液；所述含K化合物为KF、KOH、K2CO3、KNO3、KHCO3或KBF4；含Ba化合物为BaF2、Ba(BF4)2、BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(HCO3)2；含B化合物为H3BO3或B2O3；助溶剂为KF、K2CO3、KNO3、KHCO3、KBF4、H3BO3或B2O3；
b、以0.5－5 ℃/h的速率降温至室温，结晶获得K5Ba2[B10O17]2(BO2)籽晶；
c、在熔液表面或熔液中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定在籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，使籽晶与硼酸钾钡化合物熔体表面接触或伸入至硼酸钾钡化合物熔体中，降温至680-730℃，以温度0.1-5℃/h的速率降温，以0-50 rpm 的转速旋转籽晶杆，以0.1-10mm/天的速度向上提拉生长晶体；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔体表面，以1-10℃/h 的速率降至室温，即得到硼酸钾钡双折射晶体。
5.根据权利要求3所述的硼酸钾钡双折射晶体在制备光隔离器、环形器、光束位移器、光学起偏器或光学调制器中的用途。
6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于光学起偏器中为偏振分束棱镜。
7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于偏振分束棱镜为格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜或洛匈棱镜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114411253A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 中国科学院新疆理化技术研究所 一种深紫外波段的硼酸铷钡双折射晶体及制备方法和用途

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1432055A2 (en) * 2002-12-06 2004-06-23 Kawatetsu Mining Co., LTD. Positive electrode material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
CN101041440A (zh) * 2007-04-29 2007-09-26 沈阳化工学院 六元体系水热合成硼酸钾钙复盐的方法
EP1903077A1 (en) * 2005-07-08 2008-03-26 Toray Industries, Inc. Resin composition and molded article comprising the same
CN101359146A (zh) * 2008-09-04 2009-02-04 华中科技大学 一种非线性晶体温度控制装置
CN101914809A (zh) * 2010-08-11 2010-12-15 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物氯硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途
CN102337125A (zh) * 2011-07-21 2012-02-01 长春理工大学 暖白光led用硼酸盐荧光粉
WO2012174846A1 (zh) * 2011-06-21 2012-12-27 中国科学院理化技术研究所 可用于紫外深紫外的硼酸盐双折射晶体及生长方法和用途
CN103074684A (zh) * 2013-01-15 2013-05-01 中国科学院理化技术研究所 用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体及生长方法和用途
CN104451880A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 中国科学院福建物质结构研究所 一种晶体材料Pb2(BO3)(NO3),其制备方法及用途
CN105862125A (zh) * 2015-01-19 2016-08-17 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物钠钾钡硼氧和钠钾钡硼氧光学晶体及制备方法和用途
CN106917140A (zh) * 2017-03-26 2017-07-04 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物硼酸锂钠双折射晶体及制备方法和用途
CN107858146A (zh) * 2017-09-30 2018-03-30 西安建筑科技大学 一种Eu3+离子掺杂硼酸盐（K6Ba4B8O19）基红色荧光粉的合成方法
WO2018220165A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Nexdot Method for obtaining encapsulated nanoparticles
CN110790310A (zh) * 2019-11-29 2020-02-14 中国科学技术大学 一种二维易调控BaKBiO薄膜及其制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1432055A2 (en) * 2002-12-06 2004-06-23 Kawatetsu Mining Co., LTD. Positive electrode material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
EP1903077A1 (en) * 2005-07-08 2008-03-26 Toray Industries, Inc. Resin composition and molded article comprising the same
CN101041440A (zh) * 2007-04-29 2007-09-26 沈阳化工学院 六元体系水热合成硼酸钾钙复盐的方法
CN101359146A (zh) * 2008-09-04 2009-02-04 华中科技大学 一种非线性晶体温度控制装置
US20120188630A1 (en) * 2010-08-11 2012-07-26 The Xinjiang Technical Institute of Physics & Chem Chinese Academy of Sciences Potassium chloroborate nonlinear optical crystal, preparation method and use thereof
CN101914809A (zh) * 2010-08-11 2010-12-15 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物氯硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途
WO2012174846A1 (zh) * 2011-06-21 2012-12-27 中国科学院理化技术研究所 可用于紫外深紫外的硼酸盐双折射晶体及生长方法和用途
CN102337125A (zh) * 2011-07-21 2012-02-01 长春理工大学 暖白光led用硼酸盐荧光粉
CN103074684A (zh) * 2013-01-15 2013-05-01 中国科学院理化技术研究所 用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体及生长方法和用途
CN104451880A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 中国科学院福建物质结构研究所 一种晶体材料Pb2(BO3)(NO3),其制备方法及用途
CN105862125A (zh) * 2015-01-19 2016-08-17 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物钠钾钡硼氧和钠钾钡硼氧光学晶体及制备方法和用途
CN106917140A (zh) * 2017-03-26 2017-07-04 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物硼酸锂钠双折射晶体及制备方法和用途
WO2018220165A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Nexdot Method for obtaining encapsulated nanoparticles
CN107858146A (zh) * 2017-09-30 2018-03-30 西安建筑科技大学 一种Eu3+离子掺杂硼酸盐（K6Ba4B8O19）基红色荧光粉的合成方法
CN110790310A (zh) * 2019-11-29 2020-02-14 中国科学技术大学 一种二维易调控BaKBiO薄膜及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU LL 等: "K5Ba10(BO3)8F:A new potassium barium borate fluoride with a perovskite-like structure", 《JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C》 *
杨志华 等: "新型非线性光学晶体设计及预测研究进展", 《人工晶体学报》 *
王继扬 等: "电光晶体研究进展", 《中国材料进展》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114411253A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 中国科学院新疆理化技术研究所 一种深紫外波段的硼酸铷钡双折射晶体及制备方法和用途

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