CN115504480B - 化合物硼酸锌钡和硼酸锌钡双折射晶体及其制备方法和用途 - Google Patents
化合物硼酸锌钡和硼酸锌钡双折射晶体及其制备方法和用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种化合物硼酸锌钡和硼酸锌钡双折射晶体及其制备方法和用途,该化合物的化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,采用固相反应法合成化合物;该晶体的分子式为BaZnB4O8,分子量373.95,三斜晶系,空间群P‑1,晶胞参数为a=12.0790(8)Å,b=12.1128(8)Å,c=17.1247(10)Å,α=71.165(2)°,β=77.178(2)°,γ=60.214(2)°,Z=12,V=2052.3(2)Å3。双折射率为0.14@589.3 nm,具有宽的透光波段,透过范围为180‑3405nm;采用熔体法、助熔剂法、坩埚下降法或热交换法生长晶体;该晶体用于红外‑可见‑紫外‑深紫外波段的偏振分束棱镜或光学元件中的用途,并可作为热膨胀材料,在低温红外探测、电子封装方面等热学元件中的重要用途;所获得的晶体易于生长、易于加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于红外-可见-深紫外-深紫外波段的化合物硼酸锌钡和硼酸锌钡双折射晶体及其制备方法和用途,属于晶体材料技术领域和光学技术领域。
背景技术
光束入射到各向异性的晶体材料中时,分解为两束光而沿不同方向折射的现象称为双折射现象,双折射产生的两束光为偏振方向相互垂直的线偏振光。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是一种性能良好的人工双折射晶体,而且容易用提拉法生长出高光学品质的晶体,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不足的新型双折射晶体材料具有十分迫切的需求。
专利申请号2021115418797,发明名称:化合物硼酸锌钙和硼酸锌钙非线性光学晶体及制备方法和用途,是本申请人的前期工作,需要强调的是,专利申请号:2021115418797中的分子式为CaZnB2O6,分子量288.44,正交晶系,空间群Aba2,晶胞参数为 Z=4,/>与本发明所述的化合物硼酸锌钡和硼酸锌钡双折射晶体及其制备方法和用途截然不同,即化合物和晶体即BaZnB4O8,在晶体结构、分子式、晶胞参数等均不相同也不相似,为两个完全不同的化合物体系。其中,CaZnB2O6是非中心对称化合物,用途为非线性光学晶体;
而本发明涉及的BaZnB4O8是中心对称化合物,用途为双折射晶体和热膨胀材料。CaZnB2O6不具备零热膨胀性能,不能作为热膨胀材料使用,而BaZnB4O8的热膨胀材料沿着X1,X2和X3方向的热膨胀系数分别为0.3154×10–6K–1,0.9447×10–6K–1,15.9382×10–6K–1,且在X1和X2方向为零(近零)膨胀,在低温红外探测、电子封装的热学元件中的热膨胀材料用途。此外,CaZnB2O6为非同成分熔融化合物,因此其晶体生长方法仅限于助溶剂法,而本发明的BaZnB4O8为一致熔融化合物,因此其晶体生长和制备方法可以用熔体法、助熔剂法、坩埚下降法或热交换法,不限于助溶剂法。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种化合物硼酸锌钡,该化合物的化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,采用固相反应法合成化合物。
本发明另一目的在于,提供一种硼酸锌钡双折射晶体,该晶体的分子式为BaZnB4O8,分子量373.95,三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数为 α=71.165(2)°,β=77.178(2)°,γ=60.214(2)°,Z=12,/> 双折射率为0.14@589.3nm,具有宽的透光波段,透过范围为180-3405nm。
本发明再一目的在于,提供一种硼酸锌钡双折射晶体的制备方法。
本发明又一个目的在于,提供一种硼酸锌钡双折射晶体的用途。
本发明再一目的在于,提供硼酸锌钡双折射晶体作为硼酸锌钡热膨胀材料的用途,该热膨胀材料沿着X1,X2和X3方向的热膨胀系数分别为0.3154×10–6K–1,0.9447×10–6K–1,15.9382×10–6K–1,且在X1和X2方向为零膨胀。
本发明所述的一种硼酸锌钡双折射晶体,该晶体化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数为 α=71.165(2)°,β=77.178(2)°,γ=60.214(2)°,Z=12,/>双折射率为0.14@589.3nm,具有宽的透光波段,透过范围为180-3405nm。
本发明所述的一种硼酸锌钡热膨胀材料,该化合物沿着X1,X2和X3方向的热膨胀系数分别为0.3154×10–6K–1,0.9447×10–6K–1,15.9382×10–6K–1,且在X1和X2方向为零膨胀。
本发明所述的一种化合物硼酸锌钡,该化合物的化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,采用固相反应法合成化合物:
按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物混合均匀,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800℃,保温1-3天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼。
一种硼酸锌钡双折射晶体,该晶体的化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,属三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数为α=71.165(2)°,β=77.178(2)°,γ=60.214(2)°,Z=12,/>双折射率为0.14@589.3nm,具有宽的透光波段,透过范围为180-3405nm。
所述硼酸锌钡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;
采用熔体法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物混合均匀,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800℃,保温1-3天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的;然后将得到的化合物硼酸锌钡多晶粉末装入铂金坩埚中,加热至温度860-880℃,恒温1-50小时,得到混合熔体,所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼;
或按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4直接将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物混合均匀,并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度860-880℃,恒温10-50小时,得到混合熔体;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将步骤a得到的混合熔体快速降温5-10℃,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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
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-3mm/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,获得硼酸锌钡籽晶;
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841-845℃,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1-20min,然后快速降温至841-845℃,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,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,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,即得到厘米级硼酸锌钡双折射晶体;
采用助熔剂法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物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800℃,保温1-3天,得到化合物硼酸锌钡的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的;然后将得到的化合物硼酸锌钡的多晶粉末与纯度≥99.0%的助熔剂混合均匀后装入铂金坩埚中,加热至温度800-850℃,恒温1-50小时,得到含助溶剂的混合溶液,其中化合物硼酸锌钡与助熔剂的摩尔比为1:0.01-4;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼;所述助溶剂为氧化硼、氟化钠、氟化锂、氟化钡或氟化锌;
或按摩尔比钡:锌:硼:助溶剂=1:1:4:0.01-4直接将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物和纯度≥99.0%的助溶剂混合均匀,并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度800-850℃,恒温10-50小时,得到含助溶剂的混合溶液;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡,含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌,含硼化合物为硼酸或氧化硼;所述助溶剂为氧化硼、氟化钠、氟化锂、氟化钡或氟化锌;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将步骤a得到的含助溶剂的混合溶液快速降温5-10℃,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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
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,获得硼酸锌钡籽晶;
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830-860℃,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825-855℃,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,即得到厘米级硼酸锌钡双折射晶体;
采用坩埚下降法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物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900℃,保温2天,得到混合原料;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡,含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌,含硼化合物为硼酸或氧化硼;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将由步骤a得到混合原料装入铂金坩埚中,置于温度梯度炉内,加热至温度900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
c、将铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶,然后将步骤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860-880℃,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,即得到厘米级的硼酸锌钡双折射晶体;
采用热交换法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物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900℃,保温2天,得到混合原料;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡,含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌,含硼化合物为硼酸或氧化硼;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将步骤a得到混合原料装入铂金坩埚中,置于温度梯度炉内,加热至温度900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
c、在铂金坩埚底部的籽晶槽内放入步骤b得到的籽晶,然后将步骤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860-880℃,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,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,即得到厘米级的硼酸锌钡双折射晶体。
所述硼酸锌钡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。
所述硼酸锌钡双折射晶体在制备热膨胀材料中的用途,其中热膨胀材料沿着X1,X2和X3方向的热膨胀系数分别为0.3154×10–6K–1,0.9447×10–6K–1,15.9382×10–6K–1,且在X1和X2方向为零膨胀。
所述的热膨胀材料为低温红外探测、电子封装方面热学元件中的用途。
本发明所述的硼酸锌钡化合物,采用固相反应法按下列化学反应式制备硼酸锌钡化合物:
BaCO3+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+2CO2↑+6H2O↑;
Ba(OH)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+7H2O↑;
BaO+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+6H2O↑;
Ba(NO3)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+6H2O↑+2NO2↑;
Ba(CH3COO)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+5CO2↑+6H2O↑;
BaC2O4+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+3CO2↑+6H2O↑;
BaCO3+Zn(OH)2+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+7H2O↑;
Ba(OH)2+ZnO+4H3BO3→BaZnB4O8+7H2O↑;
BaO+Zn(NO3)2+4H3BO3→BaZnB4O8+2NO2↑+6H2O↑;
Ba(NO3)2+Zn(CH3COO)2+4H3BO3→BaZnB4O8+2NO2↑+4CO2↑+6H2O↑;
Ba(CH3COO)2+ZnC2O4+4H3BO3→BaZnB4O8+6CO2↑+6H2O↑;
BaC2O4+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+3CO2↑+6H2O↑;
BaCO3+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+2CO2↑;
Ba(OH)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+1CO2↑+2H2O↑;
BaO+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑;
Ba(NO3)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑+2NO2↑;
Ba(CH3COO)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+5CO2↑;
BaC2O4+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+3CO2↑。
通过本发明所述方法获得的硼酸锌钡双折射晶体,可作为红外-可见-紫外-深紫外波段的光学晶体。尤其需要强调的是,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,相比其他双折射晶体具有非常明显的优势,可用于高功率激光系统以及广泛的光谱区域,弥补现有的深紫外双折射晶体的不足。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、在空气中稳定、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。
附图说明
图1为本发明用于红外-可见-紫外-深紫外波段的硼酸锌钡双折射晶体的XRD图;
图2为本发明用于红外-可见-紫外-深紫外波段的硼酸锌钡双折射晶体的结构图;
图3为本发明用最小偏向角法测定硼酸锌钡双折射晶体的折射率所用的棱镜照片;
图4为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5为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6为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7为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
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaCO3+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+2CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物将BaCO3、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例2
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaO+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaO、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温2天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例3
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(CH3COO)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+5CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(CH3COO)2、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温3天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例4
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(OH)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+7H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(OH)2、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例5
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(NO3)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+6H2O↑+2NO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(NO3)2、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例6
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(OH)2+ZnO+4H3BO3→BaZnB4O8+7H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(OH)2、ZnO和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温3天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的、
实施例7
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaC2O4+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+3CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaC2O4、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例8
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaCO3+Zn(OH)2+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+7H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaCO3、Zn(OH)2和4H3BO3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例9
按反应式:BaO+Zn(NO3)2+4H3BO3→BaZnB4O8+2NO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
将BaO、Zn(NO3)2和4H3BO3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例10
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(NO3)2+Zn(CH3COO)2+4H3BO3→BaZnB4O8+2NO2↑+4CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(NO3)2、Zn((CH3COO)2和4H3BO3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例11
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(CH3COO)2+ZnC2O4+4H3BO3→BaZnB4O8+6CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(CH3COO)2、Zn C2O4和4H3BO3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例12
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaC2O4+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+3CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaC2O4、ZnCO3和4H3BO3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例13
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaCO3+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+2CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaCO3、Zn CO3和2B2O3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例14
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(OH)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+1CO2↑+2H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(OH)2、ZnCO3 2和2B2O3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例15
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaO+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaO、Zn CO3和2B2O3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例16
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(NO3)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑+2NO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(NO3)2、Zn CO3和2B2O3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例17
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:Ba(CH3COO)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+5CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(CH3COO)2、Zn CO3和2B2O3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例18
采用固相反应法合成化合物硼酸锌钡:
按反应式:BaC2O4+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+3CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaC2O4、ZnCO3和2B2O3按摩尔比=1:1:4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800℃,保温1天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的。
实施例19
熔体提拉法生长硼酸锌钡双折射晶体:
将实施例1得到的化合物的多晶粉末装入铂金坩埚中,加热至温度860℃,恒温1小时,得到混合熔体;
制备硼酸锌钡籽晶: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液面出现漂晶,然后以0.1℃/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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中,将籽晶固定于籽晶杆上,降温至841℃,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分钟,然后快速降温至841℃,再以0.1℃/d的速率缓慢降温,以0r/min转速旋转籽晶杆,同时以Omm/h的速度向上提拉晶体,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,待晶体生长到所需尺寸后,将晶体提离液面,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12×15×22mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例20
熔体提拉法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:Ba(OH)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+7H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
直接将Ba(OH)2、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度860℃,恒温10小时,得到混合熔体;
制备硼酸锌钡籽晶:将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入混合熔体中,以1℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体,然后以0r/min的旋转速率旋转籽晶杆,以0.1℃/d的速率缓慢降温,同时以Omm/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,获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中,将籽晶固定于籽晶杆上,降温至845℃,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20分钟,然后快速降温至845℃,再以5℃/d的速率缓慢降温,以30r/min转速旋转籽晶杆,同时以3mm/h的速度向上提拉晶体,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,待晶体生长到所需尺寸后,将晶体提离液面,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14×22×29mm3硼酸锌钡双折射晶体;
实施例21
熔体提拉法生长硼酸锌钡双折射晶体:
将实施例2得到的硼酸锌钡化合物的多晶粉末装入铂金坩埚中,加热至温度870℃,恒温30小时,得到混合熔体;
制备硼酸锌钡籽晶:将得到的混合熔体快速降温7℃,在相应的温度保温3小时,重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶,然后以3℃/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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中,将籽晶固定于籽晶杆上,降温至842℃,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10分钟,然后快速降温至842℃,再以3℃/d的速率缓慢降温,以5r/min转速旋转籽晶杆,同时以2mm/h的速度向上提拉晶体,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,待晶体生长到所需尺寸后,将晶体提离液面,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9×13×17mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例22
熔体提拉法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:Ba(NO3)2+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+CO2↑+6H2O↑+2NO2↑合成BaZnB4O8化合物:
直接将Ba(OH)2、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度875℃,恒温24小时,得到混合熔体;
制备硼酸锌钡籽晶:将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入混合熔体中,以20℃/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3℃/d的速率缓慢降温,同时以2mm/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,获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中,将籽晶固定于籽晶杆上,降温至844℃,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15分钟,然后快速降温至844℃,再以5℃/d的速率缓慢降温,以17r/min转速旋转籽晶杆,同时以2mm/h的速度向上提拉晶体,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,待晶体生长到所需尺寸后,将晶体提离液面,并以13℃/h的降温速率降至室温,将晶体从炉膛中取出,即得到14×22×29mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例23
熔体提拉法生长硼酸锌钡双折射晶体:
将实施例3得到的硼酸锌钡化合物的多晶粉末装入铂金坩埚中,加热至温度880℃,恒温25小时,得到混合熔体;
制备硼酸锌钡籽晶:将得到的混合熔体快速降温7℃,在相应的温度保温3小时,重复此降温和保温的过程直至液面出现漂晶,然后以3℃/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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中,将籽晶固定于籽晶杆上,降温至843℃,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10分钟,然后快速降温至843℃,再以3℃/d的速率缓慢降温,以4r/min转速旋转籽晶杆,同时以1mm/h的速度向上提拉晶体,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,待晶体生长到所需尺寸后,将晶体提离液面,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9×10×13mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例24
熔体提拉法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:BaC2O4+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+3CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
直接将Ba(OH)2、ZnCO3和H3BO3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4混合均匀并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度870℃,恒温24小时,得到混合熔体;
制备硼酸锌钡籽晶:将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入混合熔体中,以20℃/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3℃/d的速率缓慢降温,同时以2.5mm/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,获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合熔体的坩埚置入晶体生长炉中,将籽晶固定于籽晶杆上,降温至843℃,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15分钟,然后快速降温至843℃,再以5℃/d的速率缓慢降温,以13r/min转速旋转籽晶杆,同时以2.5mm/h的速度向上提拉晶体,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,待晶体生长到所需尺寸后,将晶体提离液面,并以13℃/h的降温速率降至室温,将晶体从炉膛中取出,即得到8×11×13mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例25
助溶剂法生长硼酸锌钡双折射晶体:
将实施例4得到的硼酸锌钡化合物的多晶粉末与助熔剂LiF按摩尔比为1:0.01混合均匀后装入铂金坩埚中,加热至温度800℃,恒温1小时,得到含助溶剂的混合溶液;
制备硼酸锌钡籽晶:将得到的含助溶剂LiF的混合溶液快速降温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液面出现漂晶,然后以0.1℃/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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合溶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830℃,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分钟,然后快速降温至825℃,再以0.1℃/d的速率缓慢降温,以0r/min转速旋转籽晶杆,同时以Omm/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℃/h的降温速率降至室温,将晶体从炉膛中取出,即得到9×10×15mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例26
助溶剂法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:Ba(OH)2+ZnO+4H3BO3→BaZnB4O8+7H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(OH)2、ZnO、4H3BO3和助溶剂NaF按摩尔比=1:1:4:0.01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800℃,恒温10小时,得到含NaF助溶剂的混合溶液;
将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入含NaF助溶剂的混合溶液中,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20℃/h降温速率降至室温,获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合溶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20分钟,然后快速降温至855℃,再以5℃/d的速率缓慢降温,以30r/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,将晶体提离液面,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11×16×17mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例27
助溶剂法生长硼酸锌钡双折射晶体:
将实施例9得到的硼酸锌钡化合物的多晶粉末与助熔剂KF按摩尔比为1:4混合均匀后装入铂金坩埚中,加热至温度850℃,恒温50小时,得到含KF助溶剂的混合溶液;
制备硼酸锌钡籽晶:将得到的含助溶剂的混合溶液快速降温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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合溶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20分钟,然后快速降温至855℃,再以5℃/d的速率缓慢降温,以30r/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,将晶体提离液面,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9×13×17mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例28
助溶剂法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:Ba(NO3)2+Zn(CH3COO)2+4H3BO3→BaZnB4O8+2NO2↑+4CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
直接将Ba(NO3)2、Zn(CH3COO)2、4H3BO3和助溶剂B2O3按摩尔比钡:锌:硼:B2O3=1:1:4:0.01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800℃,恒温10小时,得到含LiF助溶剂的混合溶液;
将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入含B2O3助溶剂的混合溶液中,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20℃/h降温速率降至室温,获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合溶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830℃,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分钟,然后快速降温至825℃,再以0.1℃/d的速率缓慢降温,以0r/min转速旋转籽晶杆,同时以Omm/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℃/h的降温速率降至室温,将晶体从炉膛中取出,即得到19×22×37mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例29
助溶剂法生长硼酸锌钡双折射晶体:
将实施例11得到的硼酸锌钡化合物的多晶粉末与助熔剂BaF2按摩尔比为1:4混合均匀后装入铂金坩埚中,加热至温度850℃,恒温50小时,得到含NaF助溶剂的混合溶液;
制备硼酸锌钡籽晶:将得到的含BaF2助溶剂的混合溶液快速降温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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
将装有混合溶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20分钟,然后快速降温至855℃,再以5℃/d的速率缓慢降温,以30r/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,将晶体提离液面,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10×12×17mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例30
助溶剂法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:BaC2O4+ZnCO3+4H3BO3→BaZnB4O8+3CO2↑+6H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
直接将BaC2O4、ZnCO3、4H3BO3和助溶剂ZnF2按摩尔比钡:锌:硼:ZnF2=1:1:4:2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830℃,恒温27小时,得到含LiF助溶剂的混合溶液;
将固定在籽晶杆下端的铂金丝浸入含ZnF2助溶剂的混合溶液中,以2℃/h的速率缓慢降温至铂金丝上出现晶体,然后以17r/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,获得硼酸锌钡籽晶;
将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840℃,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17分钟,然后快速降温至840℃,再以0.6℃/d的速率缓慢降温,以21r/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11℃/h的降温速率降至室温,将晶体从炉膛中取出,即得到11×14×22mm3硼酸锌钡双折射晶体。
实施例31
坩埚下降法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:BaCO3+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+2CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将含BaCO3、ZnCO3、2B2O3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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900℃,保温2天,得到晶体生长所用的混合原料;
制备硼酸锌钡籽晶: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900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
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860℃,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0.1mm/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℃/h的降温速率降至室温,即得到Φ22×26mm3的硼酸锌钡双折射晶体。
实施例32
坩埚下降法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:Ba(OH)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑+2H2O↑合成BaZnB4O8化合物:
将含Ba(OH)2、ZnCO3、2B2O3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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900℃,保温2天,得到晶体生长所用的混合原料;
制备硼酸锌钡籽晶: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900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
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880℃,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,即得到Φ19×29mm3的硼酸锌钡双折射晶体。
实施例33
坩埚下降法生长硼酸锌钡双折射晶体、硼酸锌钡热膨胀材料:
按反应式:BaO+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将BaO、ZnCO3、2B2O3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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900℃,保温2天,得到晶体生长所用的混合原料;
制备硼酸锌钡籽晶: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900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
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870℃,恒温15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15℃/h的降温速率降至室温,即得到Φ11×22mm3的硼酸锌钡双折射晶体。
实施例34
热交换法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:Ba(NO3)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+CO2↑+2NO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(NO3)2、ZnCO3、2B2O3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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900℃,保温2天,得到晶体生长所用的混合原料;
制备硼酸锌钡籽晶:将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900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
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,置于温度梯度炉内,加热升温至860℃,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,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Φ16×22mm3的硼酸锌钡双折射晶体。
实施例35
热交换法生长硼酸锌钡双折射晶体、硼酸锌钡热膨胀材料:
按反应式:Ba(CH3COO)2+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+5CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将Ba(CH3COO)2、ZnCO3和2B2O3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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900℃,保温2天,得到晶体生长所用的混合原料;
制备硼酸锌钡籽晶:将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900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
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,置于温度梯度炉内,加热升温至880℃,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,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20℃/h的降温速率降至室温,即得到Φ17×24mm3的硼酸锌钡双折射晶体。
实施例36
热交换法生长硼酸锌钡双折射晶体:
按反应式:BaC2O4+ZnCO3+2B2O3→BaZnB4O8+3CO2↑合成BaZnB4O8化合物:
将含BaC2O4、ZnCO3和2B2O3按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4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900℃,保温2天,得到晶体生长所用的混合原料;
制备硼酸锌钡籽晶:将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900℃,使坩埚内的混合原料完全融化,恒温10小时,然后以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,获得硼酸锌钡籽晶;
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,置于温度梯度炉内,加热升温至870℃,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,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体自下而上缓慢结晶,待结晶完毕后以7℃/h的降温速率降至室温,即得到Φ10×15mm3的硼酸锌钡双折射晶体。
实施例37
用本发明的硼酸锌钡双折射晶体制作格兰型棱镜:
将实施例19-36所得任意的硼酸锌钡双折射晶体,加工成两块相同的晶体棱镜,如图4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180-3405nm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38
用本发明的硼酸锌钡双折射晶体制作沃拉斯顿棱镜:
将实施例19-36所得任意的硼酸锌钡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5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39
用本发明的硼酸锌钡双折射晶体制作偏振分束器:
将实施例19-36所得任意的硼酸锌钡双折射晶体,用于制备楔形双折射晶体偏振分束器如图6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40
用本发明的硼酸锌钡双折射晶体制作光隔离器:
将实施例19-36所得任意的硼酸锌钡双折射晶体,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7a表示入射的光束可以通过,图7b表示反射光被阻止了。
实施例41
将实施例19-36所得任意的硼酸锌钡双折射晶体,用于热膨胀材料,其中热膨胀材料沿着X1,X2和X3方向的热膨胀系数分别为0.3154×10–6K–1,0.9447×10–6K–1,15.9382×10–6K–1,且在X1和X2方向为零(近零)膨胀。在低温红外探测、电子封装的热学元件中的热膨胀材料用途。
Claims (9)
1.一种化合物硼酸锌钡,其特征在于该化合物的化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,采用固相反应法合成化合物:
按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物混合均匀,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800℃,保温1-3天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼。
2.一种硼酸锌钡双折射晶体,其特征在于该晶体的化学式为BaZnB4O8,分子量373.95,属三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数为a = 12.0790(8) Å,b = 12.1128(8) Å,c = 17.1247(10) Å,α = 71.165(2) °,β = 77.178(2) °,γ = 60.214(2) °,Z=12,V= 2052.3(2)Å3;双折射率为0.14@589.3 nm,具有宽的透光波段,透过范围为180-3405nm。
3.一种权利要求2所述的硼酸锌钡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;
采用熔体法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物混合均匀,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800℃,保温1-3天,得到硼酸锌钡化合物的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的;然后将得到的化合物硼酸锌钡多晶粉末装入铂金坩埚中,加热至温度860-880℃,恒温1-50小时,得到混合熔体,所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼;
或按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4直接将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物混合均匀,并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度860-880℃,恒温10-50小时,得到混合熔体;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将步骤a得到的混合熔体快速降温5-10℃,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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
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-3mm/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,获得硼酸锌钡籽晶;
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841-845℃,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1-20min,然后快速降温至841-845℃,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,通过缩颈和放肩过程优化晶体质量,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,即得到厘米级硼酸锌钡双折射晶体;
采用助熔剂法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物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800℃,保温1-3天,得到化合物硼酸锌钡的多晶粉末,对其进行X射线分析,所得X射线谱图与硼酸锌钡单晶研磨成粉末后的X射线谱图是一致的;然后将得到的化合物硼酸锌钡的多晶粉末与纯度≥99.0%的助熔剂混合均匀后装入铂金坩埚中,加热至温度800-850℃,恒温1-50小时,得到含助溶剂的混合溶液,其中化合物硼酸锌钡与助熔剂的摩尔比为1:0.01-4;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡;含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌;含硼化合物为硼酸或氧化硼;所述助溶剂为氧化硼、氟化钠、氟化锂、氟化钡、氟化锌;
或按摩尔比钡:锌:硼:助溶剂=1:1:4:0.01-4直接将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物和纯度≥99.0%的助溶剂混合均匀,并充分研磨后装入铂金坩埚中,缓慢升温至温度800-850℃,恒温10-50小时,得到含助溶剂的混合溶液;
所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡,含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌,含硼化合物为硼酸或氧化硼;所述助溶剂为氧化硼、氟化钠、氟化锂、氟化钡、氟化锌;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将步骤a得到的含助溶剂的混合溶液快速降温5-10℃,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,自发结晶获得硼酸锌钡籽晶;
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,获得硼酸锌钡籽晶;
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830-860℃,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825-855℃,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,即得到厘米级硼酸锌钡双折射晶体;
采用坩埚下降法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物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900℃,保温2天,得到混合原料;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡,含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌,含硼化合物为硼酸或氧化硼;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将由步骤a得到混合原料装入铂金坩埚中,置于温度梯度炉内,加热至温度900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
c、将铂金坩埚底部的籽晶槽内放入籽晶,然后将步骤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860-880℃,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,即得到厘米级的硼酸锌钡双折射晶体;
采用热交换法制备硼酸锌钡双折射晶体,具体操作按下列步骤进行:
a、按摩尔比钡:锌:硼=1:1:4将纯度≥99.0%的含钡、含锌和含硼化合物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900℃,保温2天,得到混合原料;所述含钡化合物为氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硝酸钡、醋酸钡或草酸钡,含锌化合物为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、醋酸锌或草酸锌,含硼化合物为硼酸或氧化硼;
b、制备硼酸锌钡籽晶:将步骤a得到混合原料装入铂金坩埚中,置于温度梯度炉内,加热至温度900℃,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,获得硼酸锌钡籽晶;
c、在铂金坩埚底部的籽晶槽内放入步骤b得到的籽晶,然后将步骤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860-880℃,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,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,即得到厘米级的硼酸锌钡双折射晶体。
4.一种权利要求2所述的硼酸锌钡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。
5.根据权利要求4所述用途,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。
6.根据权利要求4所述用途,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。
7.根据权利要求4所述用途,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。
8.一种权利要求2所述的硼酸锌钡双折射晶体在制备热膨胀材料中的用途,其中热膨胀材料沿着X1,X2和X3方向的热膨胀系数分别为0.3154 × 10–6 K–1, 0.9447 × 10–6 K–1,15.9382 × 10–6 K–1,且在X1和X2方向为零膨胀。
9.根据权利要求8所述用途,其特征在于所述的热膨胀材料为低温红外探测、电子封装的热学元件中的用途。
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