CN113913917B - 系列碱金属硼硫酸盐化合物和碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体及制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种系列碱金属硼硫酸盐化合物和碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体及制备方法和用途,该系列化合物的分子通式为M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs,分子量分别为271.38,313.50,406.24和501.12;该系列晶体的分子通式为M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs,别为(NH4)2B4SO10,K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10,分子量分别为271.38,313.50,406.24和501.12,该系列晶体均属单斜晶系,空间群为C2,采用化学气相沉积法制备、密封熔盐法或坩埚下降法制备。通过该方法获得尺寸为厘米级的M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs非线性光学晶体,在Nd:YAG激光器所输出的1064 nm的基频光进行2倍频或3倍频或4倍频的谐波光输出或产生低于266nm的紫外倍频光输出的用途或制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
Description
技术领域
本发明涉及系列碱金属硼硫酸盐化合物和碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体及制备方法和用途。
背景技术
非线性光学晶体(俗称倍频晶体或变频晶体)通过变频效应,能把激光器的输出波长进行频率转化产生新的激光波长,从而为产生新的激光辐射创造了一条途径。
目前产业应用的紫外非线性光学晶体主要包括LiB3O5(LBO)、CsB3O5(CBO)、CsLiB6O10(CLBO)和BaB2O4(BBO)晶体。LBO晶体具有宽的透光范围,高的光学均匀性,具有较大的有效倍频系数(3×KDP),高的损伤阈值(18.9GW/cm2)和最短倍频波长只能到276nm。与LBO晶体类似,CBO与CLBO晶体也是性能非常优异的紫外非线性光学材料。BBO晶体虽然具有较大的倍频系数和双折射,短的相位匹配波长204.8nm。但是怎么平衡带隙,双折射和倍频系数三者之间的关系以及寻找新体系的紫外非线性光学材料依然具有挑战,因此新型紫外非线性光学晶体的研发和探索仍然重要。
发明内容
本发明目的在于,提供系列碱金属硼硫酸盐化合物,该化合物的分子通式为M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs,分子量分别为271.38,313.50,406.24和501.12,采用高温固相法制备。
本发明的另一个目的在于提供一系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体,该系列晶体的分子通式为M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs,分别为(NH4)2B4SO10,K2B4SO10,Rb2B4SO10和Cs2B4SO10,分子量分别为271.38,313.50,406.24和501.12;该系列晶体均属单斜晶系,空间群为C2,其中(NH4)2B4SO10的晶胞参数为α=90,β=106.247(2),γ=90,Z=4,/>K2B4SO10的晶胞参数为 α=90,β=105.707(4),γ=90,Z=4,/> Rb2B4SO10的晶胞参数为/> α=90,β=105.411(3),γ=90,Z=4,/>Cs2B4SO10的晶胞参数为α=90,β=103.934(2),γ=90,Z=4,/>
本发明又一个目的在于提供系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体的制备方法,(NH4)2B4SO10采用化学气相沉积法或密封熔盐法制备,K2B4SO10,Rb2B4SO10和Cs2B4SO10采用密封熔盐法或坩埚下降法制备。
本发明再一个目的是提供系列化合物碱金属硼硫酸盐M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs非线性光学晶体的用途。
本发明所述的一种系列碱金属硼硫酸盐化合物,该系列化合物的分子通式为M2B4SO10,其中M=NH4,K,Rb,Cs;分子量分别为271.38,313.50,406.24和501.12采用高温固相法合成化合物。
所述碱金属硼硫酸盐化合物的制备方法,采用高温固相合成法制备:
所述高温固相法制备分子通式为M2B4SO10,其中M=NH4,K,Rb,Cs,具体化合物为(NH4)2B4SO10,K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10;具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比NH4、K、Rb或Cs∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含NH4化合物,含K化合物,含Rb化合物,含Cs化合物分别与含B化合物,含S化合物混合均匀;其中含NH4化合物为(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl或NH4Br,含K化合物为K2SO4、KHSO4、KCl或KBr,含Rb化合物为Rb2SO4,含Cs化合物为Cs2SO4,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为(NH4)2SO4、NH4HSO4、K2SO4、KHSO4、Rb2SO4或Cs2SO4;
b、将步骤a中的混合物分别转入到石英管中,用火焰喷枪密封;其中所述(NH4)2B4SO10需将石英管抽真空至10-10-3Pa真空度;
c、将步骤b中的石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到(NH4)2B4SO10,K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10化合物。
一种系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体,该系列晶体的分子通式为M2B4SO10,其中M=NH4,K,Rb,Cs;分子量分别为271.38,313.50,406.24和501.12,该系列晶体均属单斜晶系,空间群为C2;其中(NH4)2B4SO10的晶胞参数为 α=90,β=106.247(2),γ=90,Z=4,/>K2B4SO10的晶胞参数为α=90,β=105.707(4),γ=90,Z=4,/>Rb2B4SO10的晶胞参数为/> α=90,β=105.411(3),γ=90,Z=4,/>Cs2B4SO10的晶胞参数为/>α=90,β=103.934(2),γ=90,Z=4,/>
所述系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体的制备方法,该系列晶体的分子通式为M2B4SO10,其中M=NH4,K,Rb,Cs;所述(NH4)2B4SO10非线性光学晶体采用化学气相沉积法或密封熔盐法制备,所述K2B4SO10,Rb2B4SO10和Cs2B4SO10非线性光学晶体采用密封熔盐法或坩埚下降法制备:
所述化学气相沉积法制备(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比NH4∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含NH4化合物为(NH4)2SO4,NH4HSO4,NH4Cl或NH4Br,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为(NH4)2SO4或NH4HSO4混合均匀,转入到石英管中,抽真空到10-10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到(NH4)2B4SO10化合物;
b、将步骤a中的得到化合物(NH4)2B4SO10转入到石英管中,抽真空到10-10-3Pa;
c、将步骤b中石英管置于具有温度梯度的管式炉中,石英管有物料的一端在高温区,另一端在低温区,以5-10℃/h的速率从室温升温,直至高温区达到300-450℃;保温1-3天,以1-5℃/d的速率降至室温,打开石英管,即得到尺寸为厘米级的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体;
所述密封熔盐法制备(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比NH∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含NH4化合物为(NH4)2SO4,NH4HSO4,NH4Cl或NH4Br),含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为(NH4)2SO4或NH4HSO4混合均匀,转入到石英管中,抽真空到10-10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到(NH4)2B4SO10化合物;
b、将步骤a中得到的化合物(NH4)2B4SO10转入高压水热釜的铂金内衬或黄金内衬中,并将高压水热釜密封;
c、将步骤b中的高压水热釜置于烘箱中,以5-10℃/h的速率从室温升温至300-450℃;保温1-3天,以1-5℃/d的速率降至室温,打开高压水热釜,即得到尺寸为厘米级的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体;
所述密封熔盐法制备K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比K、Rb或Cs∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2,将含K化合物,含Rb化合物,含Cs化合物为Cs2SO4分别与含B化合物,含S化合物2SO4混合均匀,转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封,将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10化合物,其中含K化合物为K2SO4、KHSO4、KCl或KBr,含Rb化合物为Rb2SO4,含Cs化合物为Cs2SO4,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为K2SO4、KHSO4、Rb2SO4或Cs2SO4;
b、将步骤a中得到的化合物K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10分别转入到反应容器为石英管或高压水热釜的铂金内衬或黄金内衬中,并将石英管用火焰喷枪密封或将高压水热釜密封;
c、将步骤b中石英管或高压水热釜以5-10℃/h速率升温,并将炉温控制在450-700℃,恒温1-3天,再以1-5℃/h缓慢降温至室温,打开石英管或高压水热釜,即分别得到大尺寸的K2B4SO10,Rb2B4SO10和Cs2B4SO10的非线性光学晶体;
所述坩埚下降法制备K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比K、Rb或Cs∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含K化合物,含Rb化合物,含Cs化合物分别与含B化合物,含S化合物混合均匀,分别转入到石英管中,用火焰喷枪密封,将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10化合物;其中含K化合物为K2SO4、KHSO4、KCl或KBr,含Rb化合物为Rb2SO4,含Cs化合物为Cs2SO4,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为K2SO4、KHSO4、Rb2SO4或Cs2SO4;
b、将步骤a中的石英管置于马弗炉或烘箱中,以5-10℃/h速率升温并将炉温控制在450-700℃,恒温1-3天,再以1-5℃/h缓慢降温至室温,得到K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10的籽晶;
c、将步骤b中得到的籽晶分别放在石英管、铂金坩埚、黄金坩埚、铱坩埚或陶瓷坩埚的底部,再将步骤a得到的化合物纯相,放入坩埚中,然后将坩埚密封;
d、将步骤c中的坩埚置于坩埚下降炉中,以5-10℃/h速率升温至500-700℃,保温10-20小时,调整坩埚位置,使接种温度在500-625℃,再以1-10mm/天的速度降低坩埚,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,分别得到K2B4SO10,Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体。
所述系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体在制备多波段的倍频器件或光学元件中的用途。
所述系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体在制备Nd:YAG激光器所输出的1064nm的基频光进行2倍频或3倍频或4倍频的谐波光输出中的用途。
所述系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体在制备产生低于266nm的紫外倍频光输出中的用途。
所述系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
本发明所述的系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体及制备方法和用途,其中,所述方法中容器为石英管,内衬为黄金或铂金套管的不锈钢水热釜,铂金坩埚,铱坩埚或黄金坩埚。使用容器前,须先用酸将容器清洗干净,再用去离子水润洗,晾干。
所用的电阻炉为马弗炉,管式炉或烘箱。
本发明所述的系列碱金属硼硫酸盐化合物和碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体及制备方法和用途,通过该方法获得尺寸为厘米级的M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs非线性光学晶体,使用大尺寸容器,并延长晶体的生长周期,则可获得相应大尺寸的非线性光学晶体M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs。
通过本发明所述的系列碱金属硼硫酸盐非线性光学晶体制备方法,获得的大尺寸M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs非线性光学晶体,根据晶体的结晶学数据,将晶体毛胚定向,按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶体,将晶体的通光面抛光,即可作为非线性光学器件使用,该M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs非线性光学晶体具有较宽的透光波段,物化性能稳定,机械硬度适中,不易碎裂,易于切割、抛光加工和保存等优点。
附图说明
图1为本发明化合物M2B4SO10,M=NH4粉末XRD谱图;
图2为本发明化合物M2B4SO10,M=,K粉末XRD谱图;
图3为本发明化合物M2B4SO10,M=Rb粉末XRD谱图;
图4为本发明化合物M2B4SO10,M=Cs粉末XRD谱图;
图5为本发明M2B4SO1,M=NH4晶体结构图;
图6为本发明M2B4SO10,M=K晶体结构图;
图7为本发明M2B4SO10,M=Rb晶体结构图;
图8为本发明M2B4SO10,M=Cs晶体结构图;
图9为本发明M2B4SO10(M=NH4,K,Rb,Cs)晶体制作的非线性光学器件的工作原理图,其中1为激光器,2为发出光束,3为M2B4SO10,M=NH4,K,Rb,Cs非线性光学晶体,4为出射光束,5为滤波片。
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
制备(NH4)2B4SO10化合物:
按反应式:(NH4)2SO4+2B2O3→(NH4)2B4SO10高温固相法制备(NH4)2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3将(NH4)2SO4:B2O3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,抽真空度为10Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,以5℃/h的速率升温至300℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物(NH4)2B4SO10。
实施例2
制备(NH4)2B4SO10化合物:
按反应式:(NH4)2SO4+4H3BO3→(NH4)2B4SO10+3H2O高温固相法制备(NH4)2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶4将(NH4)2SO4:H3BO3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,抽真空度为4×10-2Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,以10℃/h的速率升温至200℃,保温3天,然后降至室温,即得到化合物(NH4)2B4SO10。
实施例3
制备(NH4)2B4SO10化合物:
按反应式:NH4HSO4+2B2O3+NH4Cl→(NH4)2B4SO10+HCl高温固相法制备(NH4)2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3∶1将NH4HSO4:B2O3:NH4Cl混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,抽真空度为7×10-2Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在290℃;保温2天,然后降至室温,即得到化合物(NH4)2B4SO10。
实施例4
制备(NH4)2B4SO10化合物:
按反应式:NH4HSO4+2B2O3+NH4Br→(NH4)2B4SO10+HBr高温固相法制备(NH4)2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3∶1将NH4HSO4:B2O3:NH4Br混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,抽真空度为10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在290℃,保温1.5天,然后降至室温,即得到化合物(NH4)2B4SO10。
实施例5
制备K2B4SO10化合物:
按反应式:K2SO4+2B2O3→K2B4SO10高温固相法制备K2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3将K2SO4:B2O3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在450℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10。
实施例6
制备K2B4SO10化合物:
按反应式:K2SO4+4H3BO3→K2B4SO10+3H2O高温固相法制备K2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶4将K2SO4:H3BO3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在460℃,保温1.5天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10。
实施例7
制备K2B4SO10化合物:
按反应式:KHSO4+2B2O3+NH4Cl→K2B4SO10+HCl高温固相法制备K2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3∶1将KHSO4:B2O3:KCl混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在500℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10。
实施例8
制备K2B4SO10化合物:
按反应式:KHSO4+2B2O3+KBr→K2B4SO10+HBr高温固相法制备K2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3∶1将KHSO4:B2O3:KBr混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在600℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10。
实施例9
制备Rb2B4SO10化合物:
按反应式:Rb2SO4+2B2O3→Rb2B4SO10高温固相法制备Rb2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3将Rb2SO4:B2O3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到体积石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在480℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10。
实施例10
制备Rb2B4SO10化合物:
按反应式:Rb2SO4+4H3BO3→Rb2B4SO10+3H2O高温固相法制备Rb2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶4将Rb2SO4:H3BO3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在470℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10。
实施例11
制备Cs2B4SO10化合物:
按反应式:Cs2SO4+2B2O3→Cs2B4SO10高温固相法制备Cs2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶3将Cs2SO4:B2O3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在540℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10。
实施例12
制备Cs2B4SO10化合物:
按反应式:Cs2SO4+4H3BO3→Cs2B4SO10+3H2O高温固相法制备Rb2B4SO10,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比1∶4将Cs2SO4:H3BO3混合均匀;
b、将步骤a中的混合物转入到石英管中,并将玻璃管用火焰喷枪密封;
c、将步骤b中的石英管放入马弗炉中,炉温控制在520℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10。
实施例13
采用化学气相沉积法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例1得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,转入到石英管中,抽真空到4×10-2Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于具有温度梯度的管式炉中,石英管有物料的一端在高温区,另一端在低温区,以5℃/h的速率从室温升温,直至高温区达到380℃,保温2天,再以1℃/d的速率降至室温,打开石英管,即得到尺寸为Φ12mm×7mm×1mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例14
采用化学气相沉积法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例2得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,转入到石英管中,抽真空到10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于具有温度梯度的管式炉中,石英管有物料的一端在高温区,另一端在低温区,以6℃/h的速率从室温升温,直至高温区达到350℃,保温1.5天,再以1.5℃/d的速率降至室温,打开石英管,即得到尺寸为Φ15mm×14mm×2mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例15
采用化学气相沉积法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例3得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,转入到石英管中,抽真空到10Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于具有温度梯度的管式炉中,石英管有物料的一端在高温区,另一端在低温区,以10℃/h的速率从室温升温,直至高温区达到370℃,保温3天,再以1.5℃/d的速率降至室温,打开石英管,即得到尺寸为Φ11mm×7mm×1mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例16
采用化学气相沉积法生长(NH4)2B4SO10晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例4得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,到石英管中,抽真空到10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于具有温度梯度的管式炉中,石英管有物料的一端在高温区,另一端在低温区,以6.5℃/h的速率从室温升温,直至高温区达到330℃,保温2天,再以5℃/d的速率降至室温,打开石英管,即得到尺寸为Φ15mm×10mm×1mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例17
采用密封熔盐法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例4得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,高压水热釜的铂金内衬中,并将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,以5℃/h的速率从室温升温,直至温度达到340℃,保温2天,再以1.5℃/d的速率降至室温,打开高压水热釜,即得到尺寸为Φ15mm×15mm×4mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例18
采用密封熔盐法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例3得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,转入高压水热釜的黄金内衬中,并将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,以6℃/h的速率从室温升温,直至温度达到360℃,保温1.5天,再以1.5℃/d的速率降至室温,打开高压水热釜,即得到尺寸为Φ14mm×14mm×2mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例19
采用密封熔盐法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例2得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,转入高压水热釜的铂金内衬中,并将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,以7℃/h的速率从室温升温,直至温度达到340℃,保温3天,再以2℃/d的速率降至室温,打开高压水热釜,即得到尺寸为Φ15mm×15mm×4mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例20
按采用密封熔盐法生长(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例1得到的化合物(NH4)2B4SO10纯相,转入高压水热釜的黄金内衬中,并将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,以6℃/h的速率从室温升温,直至温度达到400℃,保温3天,再以2.5℃/d的速率降至室温,打开高压水热釜,即得到尺寸为Φ15mm×14mm×2mm的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体。
实施例21
采用密封熔盐法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例5得到的化合物K2B4SO10纯相,转入到石英管,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在480℃,恒温2天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ19mm×15mm×4mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例22
采用密封熔盐法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例6得到的化合物K2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的铂金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在495℃,恒温3天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到尺寸为Φ14mm×13mm×1mm的K2B4SO10的非线性光学晶体。
实施例23
采用密封熔盐法生长K2B4SO10晶体K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例7得到的化合物K2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的黄金内衬中,将高压水热釜密封;
将步骤a中的高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在490℃,恒温1天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ17mm×4mm×2mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例24
采用密封熔盐法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例8得到的化合物K2B4SO10纯相,转入到石英管,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在550℃,恒温2天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ15mm×4mm×4mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例25
采用密封熔盐法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例8得到的化合物K2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的铂金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在500℃,恒温1.5天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ15mm×4mm×3mm的K2B4SO10的非线性光学晶体。
实施例26
密封熔盐法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例7得到的化合物K2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的黄金内衬中,将高压水热釜密封;
b、将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在510℃,恒温2.5天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ16mm×4mm×1mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例27
密封熔盐法生长Rb2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例9得到的化合物Rb2B4SO10纯相,转入到石英管,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在490℃,恒温3天,再以2℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ17mm×6mm×3mm的Rb2B4SO10非线性光学晶体。
实施例28
采用密封熔盐法生长Rb2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例10得到的化合物Rb2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的铂金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在530℃,恒温2天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
、打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ17mm×14mm×4mm的Rb2B4SO10的非线性光学晶体。
实施例29
密封熔盐法生长Rb2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例10得到的化合物Rb2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的黄金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在650℃,恒温1天,再以5℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ17mm×5mm×4mm的Rb2B4SO10非线性光学晶体。
实施例30
密封熔盐法生长Rb2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例9得到的化合物Rb2B4SO10纯相,转入到石英管,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在580℃,恒温1天,再以4℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ19mm×6mm×4mm的Rb2B4SO10非线性光学晶体。
实施例31
采用密封熔盐法生长Rb2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例9得到的化合物Rb2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的铂金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在470℃,恒温3天,再以2℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ18mm×16mm×4mm的Rb2B4SO10的非线性光学晶体。
实施例32
采用密封熔盐法生长Rb2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例9得到的化合物Rb2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的黄金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在650℃,恒温1天,再以4℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ17mm×4mm×2mm的Rb2B4SO10非线性光学晶体。
实施例33
采用密封熔盐法生长Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例11得到的化合物Cs2B4SO10纯相,转入到石英管,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在600℃,恒温1天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ16mm×15mm×13mm的Cs2B4SO10非线性光学晶体。
实施例34
采用密封熔盐法生长Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例12得到的化合物Cs2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的铂金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在490℃,恒温3天,再以1℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ16mm×14mm×5mm的Cs2B4SO10非线性光学晶体。
实施例35
采用密封熔盐法生长Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例12得到的化合物Cs2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的黄金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在650℃,恒温1天,再以5℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ17mm×16mm×4mm的Cs2B4SO10非线性光学晶体。
实施例36
采用密封熔盐法生长Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例12得到的化合物Cs2B4SO10纯相,转入到石英管,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于烘箱中,炉温控制在580℃,恒温2天,再以4℃/h缓慢降温至室温;
打开石英管,即得到大尺寸Φ16mm×15mm×4的Cs2B4SO10非线性光学晶体。
实施例37
采用密封熔盐法生长Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
将实施例11得到的化合物Cs2B4SO10纯相,转入到高压水热釜的黄金内衬中,将高压水热釜密封;
将高压水热釜置于烘箱中,炉温控制在650℃,恒温1天,再以3℃/h缓慢降温至室温;
打开高压水热釜,即得到大尺寸Φ17mm×16mm×4mm的Cs2B4SO10非线性光学晶体。
实施例38
坩埚下降法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3将K2SO4:B2O3混合均匀;
将混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在450℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10;
籽晶制备:将K2SO4:B2O3按摩尔比1∶3混合均匀;将混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封,置于马弗炉中,炉温控制在450℃,保温2天,然后以1℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在石英管的底部,再将制备的K2B4SO10化合物纯相,置于石英管中,并将石英管密封;
将石英管并置于坩埚下降炉中,升温至600℃,保温18小时,调整容器位置,使接种温度在510℃,再以2mm/天的速度降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ12mm×8mm×3mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例39
坩埚下降法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将K2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在460℃,保温1.5天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10。
籽晶制备:将K2SO4:B2O3按摩尔比1∶2混合均匀;将混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封,置于马弗炉中,炉温控制在560℃,保温1天,然后以2℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在铂金坩埚的底部,再将制得K2B4SO10化合物纯相置于铂金坩埚中,并将铂金坩埚密封;
将铂金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至620℃,保温16小时,调整容器位置,使接种温度在500℃,再以1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ18mm×13mm×1mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例40
坩埚下降法生长K2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3∶1将KHSO4:B2O3:KCl混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,,炉温控制在500℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10;
籽晶制备:将K2SO4:B2O3按摩尔比1∶4混合均匀,转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,,炉温控制在520℃,保温1天,然后以2.5℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在黄金坩埚的底部,再将制备的K2B4SO10化合物纯相置于黄金坩埚中,并将黄金坩埚密封;
将黄金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至630℃,保温14小时,调整容器位置,使接种温度在530℃,再以2.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ16mm×14mm×4mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例41
坩埚下降法生长K2B4SO10非线性光学晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3∶1将KHSO4:B2O3:KBr混合均匀;
将混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在600℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10;
籽晶制备:将KHSO4:B2O3:KCl按摩尔比1∶3∶1混合均匀,转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在520℃,保温1天,然后以2.5℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在铱坩埚的底部,再将制备的K2B4SO10化合物纯相,置于铱坩埚中,并将铱坩埚密封;
将铱坩埚置于坩埚下降炉中,升温至670℃,保温10小时,调整容器位置,使接种温度在540℃,再以1mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ11mm×11mm×2mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例42
坩埚下降法生长K2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将K2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在460℃,保温1.5天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10;
籽晶制备:将KHSO4:B2O3:KBr按摩尔比1∶3∶1混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在550℃,保温1天,然后以2.5℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在陶瓷坩埚的底部,再将制备的K2B4SO10化合物纯相置于陶瓷坩埚中,并将陶瓷坩埚密封;
将陶瓷坩埚置于坩埚下降炉中,升温至590℃,保温10小时,调整容器位置,使接种温度在520℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ15mm×11mm×3mm的K2B4SO10非线性光学晶体。
实施例43
坩埚下降法生长K2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将K2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在460℃,保温1.5天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10;
籽晶制备:将K2SO4:H3BO3按摩尔比1∶6混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在560℃,保温1天,然后以2.5℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在黄金坩埚的底部,再将制备的K2B4SO10化合物纯相置于黄金坩埚中,并将黄金坩埚密封;
将黄金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至645℃,保温10小时,调整容器位置,使接种温度在512℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ15mm×12mm×2mm的K2B4SO10晶体。
实施例44
坩埚下降法生长K2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将K2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在460℃,保温1.5天,然后降至室温,即得到化合物K2B4SO10;
籽晶制备:将K2SO4:H3BO3按摩尔比1∶7混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在520℃,保温2天,然后以4℃/h的速率降至室温,即得到K2B4SO10的籽晶;
将得到的K2B4SO10籽晶放在铂金的底部,再将制备的K2B4SO10化合物纯相置于铂金坩埚中,并将铂金坩埚密封;
将铂金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至570℃,保温10小时,调整容器位置,使接种温度在505℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ15mm×12mm×2mm的K2B4SO10晶体。
实施例45
坩埚下降法生长Rb2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3将Rb2SO4:B2O3混合均匀;
将混合物转入到体积石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,对于Rb2B4SO10,炉温控制在480℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10;
籽晶制备:将Rb2SO4:B2O3按摩尔比1∶3混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在470℃,保温2天,然后以1.5℃/h的速率降至室温,即得到Rb2B4SO10的籽晶;
将得到的Rb2B4SO10籽晶放在石英管的底部,再将制备的Rb2B4SO10化合物纯相置于石英管中,并将石英管密封;
将石英管置于坩埚下降炉中,升温至620℃,保温18小时,调整容器位置,使接种温度在500℃,再以2mm/天的速度降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ11mm×9mm×Φ4mm的Rb2B4SO10晶体。
实施例46
坩埚下降法生长Rb2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将Rb2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在470℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10;
籽晶制备:将Rb2SO4:B2O3按摩尔比1∶2混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在520℃,保温1天,然后以2℃/h的速率降至室温,即得到Rb2B4SO10的籽晶;
将得到的Rb2B4SO10籽晶放在铂金坩埚的底部,再将制备的Rb2B4SO10化合物纯相置于铂金坩埚中,并将铂金坩埚密封;
将铂金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至680℃,保温16小时,调整容器位置,使接种温度在520℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ19mm×13mm×2mm的Rb2B4SO10晶体。
实施例47
坩埚下降法生长Rb2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将Rb2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在470℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10;
籽晶制备:将Rb2SO4:B2O3按摩尔比1∶4混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在540℃,保温2天,然后以3.5℃/h的速率降至室温,即得到Rb2B4SO10的籽晶;
将得到的Rb2B4SO10籽晶放在黄金坩埚的底部,再将制备的Rb2B4SO10化合物纯相置于黄金坩埚中,并将黄金坩埚密封;
将黄金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至650℃,保温14小时,调整容器位置,使接种温度在625℃,再以温度2.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ16mm×14mm×4mm的Rb2B4SO10晶体。
实施例48
坩埚下降法生长Rb2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3将Rb2SO4:B2O3混合均匀;
将混合物转入到体积石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,对于Rb2B4SO10,炉温控制在480℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10;
籽晶制备:将Rb2SO4:H3BO3按摩尔比1∶5混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在570℃,保温1天,然后以1.5℃/h的速率降至室温,即得到Rb2B4SO10的籽晶;
将得到的Rb2B4SO10籽晶放在铱坩埚的底部,再将制备的Rb2B4SO10化合物纯相置于铱坩埚中,并将铱坩埚密封;
将铱坩埚置于坩埚下降炉中,升温至680℃,保温12小时,调整容器位置,使接种温度在600℃,再以1mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ14mm×13mm×2mm的Rb2B4SO10晶体。
实施例49
坩埚下降法生长Rb2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将Rb2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在470℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Rb2B4SO10;
籽晶制备:将Rb2SO4:H3BO3按摩尔比1∶5混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在600℃,保温1天,然后以1.5℃/h的速率降至室温,即得到Rb2B4SO10的籽晶;
将得到的Rb2B4SO10籽晶放在陶瓷坩埚的底部,再将制备的Rb2B4SO10化合物纯相置于铱坩埚中,并将陶瓷坩埚密封;
将陶瓷坩埚置于坩埚下降炉中,升温至630℃,保温10小时,调整容器位置,使接种温度在540℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ15mm×12mm×2mm的Rb2B4SO10晶体。
实施例50
坩埚下降法生长Cs2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3将Cs2SO4:B2O3混合均匀;
将混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在540℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10;
籽晶制备:将Cs2SO4:B2O3按摩尔比1∶3混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将置于置于马弗炉中,炉温控制在490℃,保温2天,然后以1.5℃/h的速率降至室温,即得到Cs2B4SO10的籽晶;
将得到的Cs2B4SO10籽晶放在石英管的底部,再将制备的Cs2B4SO10化合物纯相置于石英管中,并将石英管密封;
将石英管坩埚下降炉中,升温至650℃,保温18小时,调整容器位置,使接种温度在500℃,再以2mm/天的速度降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ11mm×10mm×Φ4mm的Cs2B4SO10晶体。
实施例51
坩埚下降法生长Cs2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将Cs2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将玻璃管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在520℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10;
籽晶制备:将Cs2SO4:B2O3按摩尔比1∶2混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,,炉温控制在580℃,保温1天,然后以2℃/h的速率降至室温,即得到Cs2B4SO10的籽晶;
将得到的Cs2B4SO10籽晶放在铂金坩埚的底部,再将制备的Cs2B4SO10化合物纯相置于铂金坩埚中,并将铂金坩埚密封;
将铂金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至700℃,保温16小时,调整容器位置,使接种温度在600℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ19mm×Φ3mm×2mm的Cs2B4SO10晶体。
实施例52
坩埚下降法生长Cs2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将Cs2SO4:H3BO3混合均匀;
将转入到石英管中,并将玻璃管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在520℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10;
籽晶制备:将Cs2SO4:B2O3按摩尔比1∶4混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在670℃,保温1天,然后以1.5℃/h的速率降至室温,即得到Cs2B4SO10的籽晶;
将得到的Cs2B4SO10籽晶放在黄金坩埚的底部,再将制备的Rb2B4SO10化合物纯相置于黄金坩埚中,并将黄金坩埚密封;
将黄金坩埚置于坩埚下降炉中,升温至660℃,保温14小时,调整容器位置,使接种温度在605℃,再以温度2.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ16mm×4mm×4mm的Cs2B4SO10晶体。
实施例53
坩埚下降法生长Cs2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶3将Cs2SO4:B2O3混合均匀;
将混合物转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在540℃,保温2天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10;
籽晶制备:将Cs2SO4:H3BO3按摩尔比1∶5混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在630℃,保温2天,然后以2.5℃/h的速率降至室温,即得到Cs2B4SO10的籽晶;
将得到的Cs2B4SO10籽晶放在铱坩埚的底部,再将制备的Cs2B4SO10化合物纯相置于铱坩埚中,并将铱坩埚密封;
将铱坩埚置于坩埚下降炉中,升温至680℃,保温12小时,调整容器位置,使接种温度在600℃,再以温度1mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ13mm×3mm×2mm的Cs2B4SO10晶体。
实施例54
坩埚下降法生长Cs2B4SO10晶体具体操作按下列步骤进行:
按摩尔比1∶4将Cs2SO4:H3BO3混合均匀;
将混合物转入到石英管中,并将玻璃管用火焰喷枪密封;
将石英管放入马弗炉中,炉温控制在520℃,保温1天,然后降至室温,即得到化合物Cs2B4SO10;
籽晶制备:将Cs2SO4:H3BO3按摩尔比1∶5混合均匀转入石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;
将石英管置于马弗炉中,炉温控制在600℃,保温1天,然后以1.5℃/h的速率降至室温,即得到Cs2B4SO10的籽晶;
将得到的Cs2B4SO10籽晶放在陶瓷坩埚的底部,再将制备的Cs2B4SO10化合物纯相置于陶瓷埚中,并将陶瓷坩埚密封;
将陶瓷坩埚置于坩埚下降炉中,升温至630℃,保温10小时,调整坩埚位置,使接种温度在540℃,再以温度1.5mm/h的速度缓慢降低坩埚,同时,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,即得到尺寸为Φ5mm×20mm×21mm的Cs2B4SO10晶体。
实施例55
将实施例13-54中任意所得的(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体按相匹配方向加工,按附图9所示安置在3的位置上,在室温下,用调Q Nd:YAG激光器作光源,入射波长为1064nm,由调QNd:YAG激光器1发出波长为1064nm的红外光束2射入(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10单晶3,产生波长为532nm的绿色倍频光,输出强度约为同等条件KDP的1.1倍。
实施例56
将实施例13-54所得的任意(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体按相匹配方向加工,按附图9所示安置在3的位置上,在室温下,用调Q Nd:YAG激光器作光源,入射波长为532nm,由调Q的Nd:YAG激光器1发出波长为532nm的红外光束2射入(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10单晶3,产生波长为266nm的倍频光,输出强度约为同等条件BBO的0.15倍。
实施例57
将实施例13-54所得的任意(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体按相匹配方向加工,按附图9所示安置在3的位置上,在室温下,用调Q Nd:YAG激光器作光源,入射波长为532nm,由调Q的Nd:YAG激光器1射入(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10单晶3,产生波长为354nm的倍频光。
实施例58
将实施例13-54所得的任意(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体按相匹配方向加工,按附图9所示安置在3的位置上,在室温下,用调Q Nd:YAG激光器作光源,入射波长为532nm,由调Q的Nd:YAG激光器射入(NH4)2B4SO10、K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10单晶3,产生光参量振荡。
Claims (6)
1.一种硼硫酸盐非线性光学晶体,其特征在于该晶体的分子通式为M2B4SO10,其中M=NH4、K、Rb或Cs;分子量分别为271.38、313.50、406.24、501.12,该晶体属单斜晶系,空间群为C2;其中(NH4)2B4SO10的晶胞参数为a = 11.3685(7) Å,b = 6.5541(4) Å,c = 12.8328(8) Å,α = 90,β = 106.247(2),γ = 90,Z = 4,V = 917.99(10) Å3;K2B4SO10的晶胞参数为a = 11.2631(9) Å,b = 6.4339(4) Å,c = 12.6486(11) Å,α = 90,β = 105.707(4),γ= 90,Z = 4,V = 882.36(12) Å3;Rb2B4SO10的晶胞参数为a = 11.3127(8) Å,b = 6.5152(5) Å,c = 12.9709(11) Å,α = 90,β = 105.411(3),γ = 90,Z = 4,V = 921.64(12)Å3;Cs2B4SO10的晶胞参数为a = 11.4012(6) Å,b = 6.5997(4) Å,c = 13.5702(7) Å,α =90,β = 103.934(2),γ = 90,Z = 4,V = 991.04(9) Å3。
2.一种权利要求1所述的硼硫酸盐非线性光学晶体的制备方法,其特征在于该晶体的分子通式为M2B4SO10,其中M= NH4、K、Rb或Cs;(NH4)2B4SO10非线性光学晶体采用化学气相沉积法或密封熔盐法制备,K2B4SO10、Rb2B4SO10和Cs2B4SO10非线性光学晶体采用密封熔盐法或坩埚下降法制备:
所述化学气相沉积法制备(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比NH4∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含NH4化合物、含B化合物和含S化合物混合均匀,转入到石英管中,抽真空到10-10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到(NH4)2B4SO10化合物,所述含NH4化合物为(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl或NH4Br,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为(NH4)2SO4或NH4HSO4;
b、将步骤a中的得到(NH4)2B4SO10化合物转入到石英管中,抽真空到10-10-3Pa;
c、将步骤b中石英管置于具有温度梯度的管式炉中,石英管有物料的一端在高温区,另一端在低温区,以5-10℃/h的速率从室温升温,直至高温区达到300-450℃;保温1-3天,以1-5℃/d的速率降至室温,打开石英管,即得到尺寸为厘米级的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体;
所述密封熔盐法制备(NH4)2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比NH4∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含NH4化合物、含B化合物和含S化合物混合均匀,转入到石英管中,抽真空到10-10-3Pa,并将石英管用火焰喷枪密封;将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到(NH4)2B4SO10化合物;所述含NH4化合物为(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl或NH4Br,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为(NH4)2SO4或NH4HSO4;
b、将步骤a中得到的化合物(NH4)2B4SO10转入高压水热釜的铂金内衬或黄金内衬中,并将高压水热釜密封;
c、将步骤b中的高压水热釜置于烘箱中,以5-10℃/h的速率从室温升温至300-450℃;保温1-3天,以1-5℃/d的速率降至室温,打开高压水热釜,即得到尺寸为厘米级的(NH4)2B4SO10非线性光学晶体;
所述密封熔盐法制备K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比K、Rb或Cs∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含K化合物、含Rb化合物和含Cs化合物分别与含B化合物、含S化合物混合均匀,转入到石英管中,并将石英管用火焰喷枪密封;将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10化合物,其中含K化合物为K2SO4、KHSO4、KCl或KBr,含Rb化合物为Rb2SO4,含Cs化合物为Cs2SO4,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为K2SO4、KHSO4、Rb2SO4或Cs2SO4;
b、将步骤a中得到的化合物K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10分别转入到反应容器为石英管或高压水热釜的铂金内衬或黄金内衬中,并将石英管用火焰喷枪密封或将高压水热釜密封;
c、将步骤b中石英管或高压水热釜以5-10℃/h速率升温,并将炉温控制在450-700℃,恒温1-3天,再以1-5℃/h缓慢降温至室温,打开石英管或高压水热釜,即得到大尺寸的K2B4SO10、Rb2B4SO10和Cs2B4SO10的非线性光学晶体;
所述坩埚下降法制备K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比K、Rb或Cs∶B∶S=0.5-2∶3-5∶0.5-2将含K化合物,含Rb化合物,含Cs化合物分别与含B化合物,含S化合物混合均匀,分别转入到石英管中,用火焰喷枪密封,将石英管置于马弗炉中,以5-10℃/h的速率升温致200-600℃,保温1-3天,降至室温,即得到K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10化合物;其中含K化合物为K2SO4、KHSO4、KCl或KBr,含Rb化合物为Rb2SO4,含Cs化合物为Cs2SO4,含B化合物为B2O3或H3BO3,含S化合物为K2SO4、KHSO4、Rb2SO4或Cs2SO4;
b、将步骤a中的石英管置于马弗炉或烘箱中,以5-10℃/h速率升温并将炉温控制在450-700℃,恒温1-3天,再以1-5℃/h缓慢降温至室温,得到K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10的籽晶;
c、将步骤b中得到的籽晶分别放在石英管、铂金坩埚、黄金坩埚、铱坩埚或陶瓷坩埚的底部,再将步骤a得到的化合物纯相,放入坩埚中,然后将坩埚密封;
d、将步骤c中的坩埚置于坩埚下降炉中,以5-10℃/h速率升温至500-700℃,保温10-20小时,调整坩埚位置,使接种温度在500-625℃,再以1-10mm/天的速度降低坩埚,保持生长温度不变,待生长结束后,将生长炉温度降至30℃,取出坩埚,分别得到K2B4SO10、Rb2B4SO10或Cs2B4SO10非线性光学晶体。
3.一种如权利要求1所述的硼硫酸盐非线性光学晶体在制备多波段的倍频器件或光学元件中的用途。
4.一种权利要求1所述的硼硫酸盐非线性光学晶体在制备Nd: YAG激光器所输出的1064 nm的基频光进行2倍频或3倍频或4倍频的谐波光输出中的用途。
5.一种如权利要求1所述的硼硫酸盐非线性光学晶体在制备产生低于266nm的紫外倍频光输出中的用途。
6.一种如权利要求1所述的硼硫酸盐非线性光学晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器中的用途。
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GR01 | Patent grant | ||
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