JPH01320294A - ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 - Google Patents
ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法Info
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- JPH01320294A JPH01320294A JP15400088A JP15400088A JPH01320294A JP H01320294 A JPH01320294 A JP H01320294A JP 15400088 A JP15400088 A JP 15400088A JP 15400088 A JP15400088 A JP 15400088A JP H01320294 A JPH01320294 A JP H01320294A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯｓ） （以下Ｌ
Ｎと略記する）単結晶の製造方法に関する。ＬＮ単結晶
は電気光学効果を利用した光変調素子や非線形光学素子
用材料として有用なものである。
Ｎと略記する）単結晶の製造方法に関する。ＬＮ単結晶
は電気光学効果を利用した光変調素子や非線形光学素子
用材料として有用なものである。
従来の技術
従来、ＬＮ単結晶は結晶と融液が同じ組成で平衡共存す
る一致溶融組成であるＮｂｚＯｓ／（ＮｂｔＯｓ ＋Ｌ
ｉ ｔ Ｏ）のモル分率が０．５１５の融液から回転
引上げ法で製造されていた。
る一致溶融組成であるＮｂｚＯｓ／（ＮｂｔＯｓ ＋Ｌ
ｉ ｔ Ｏ）のモル分率が０．５１５の融液から回転
引上げ法で製造されていた。
しかし、この方法で製造されたＬＮ単結晶け、化学量論
比（ＬｉｚＯ： ＮｂｘＯｓ ＝ １ ： １ ）より
もニオブ成分が過剰に結晶中に取り込まれたものとなり
、結晶中の欠陥密度が非常に高くなる。これを非線形光
学結晶として応用すると、光損傷を起こし高も変化する
。
比（ＬｉｚＯ： ＮｂｘＯｓ ＝ １ ： １ ）より
もニオブ成分が過剰に結晶中に取り込まれたものとなり
、結晶中の欠陥密度が非常に高くなる。これを非線形光
学結晶として応用すると、光損傷を起こし高も変化する
。
過剰なニオブ成分濃度は育成条件を敏感に反映するので
、育成条件が結晶成長時に変動すると、育成された単結
晶での光学特性（屈折率など）のバラツキが生ずる。こ
の光学的性質の不均一も非線形光学結晶としては致命的
な欠陥となる等の欠点があった。
、育成条件が結晶成長時に変動すると、育成された単結
晶での光学特性（屈折率など）のバラツキが生ずる。こ
の光学的性質の不均一も非線形光学結晶としては致命的
な欠陥となる等の欠点があった。
発明の目的
本発明は従来のＬＮ単結晶の製造法の欠点をなくしよう
とするもので、その目的は育成されるＬＮ単結晶中に過
剰なニオブ成分が取り込まれることがなく、これにより
欠陥密度が低くしかも光学特性が均一で、非線形光学結
晶として優れたＬＮ単結晶を製造する方法を提供しよう
とするものである。
とするもので、その目的は育成されるＬＮ単結晶中に過
剰なニオブ成分が取り込まれることがなく、これにより
欠陥密度が低くしかも光学特性が均一で、非線形光学結
晶として優れたＬＮ単結晶を製造する方法を提供しよう
とするものである。
発明の構成
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、ニ
オブ酸リチウム融液からその単結晶を育成する際のニオ
ブ酸リチウム融液の組成を、従来のような結晶と融液が
同じ組成で平衡共存する一致溶融組成でなく、ニオブ成
分の少ない（すなわち、リチウム成分の多い）特定範囲
のものとすると、育成ＬＮ単結晶中にニオブ成分が取り
込まれることがなく、欠陥密度が低く、光学特性の優れ
たものとなることを知見し得た。この知見に基づいて本
発明を完成した。
オブ酸リチウム融液からその単結晶を育成する際のニオ
ブ酸リチウム融液の組成を、従来のような結晶と融液が
同じ組成で平衡共存する一致溶融組成でなく、ニオブ成
分の少ない（すなわち、リチウム成分の多い）特定範囲
のものとすると、育成ＬＮ単結晶中にニオブ成分が取り
込まれることがなく、欠陥密度が低く、光学特性の優れ
たものとなることを知見し得た。この知見に基づいて本
発明を完成した。
本発明の要旨は、ニオブ酸リチウム融液からその単結晶
を育成する方法において、その融液組成をリチウム成分
過剰なＬｉｚ０４ＬｉｍＯ＋Ｎｂよ０．）のモル分率を
０．５２〜０．６２の範囲に保った融液から育成するこ
とを特徴とするニオブ酸リチウム単結晶の製造方法にあ
る。
を育成する方法において、その融液組成をリチウム成分
過剰なＬｉｚ０４ＬｉｍＯ＋Ｎｂよ０．）のモル分率を
０．５２〜０．６２の範囲に保った融液から育成するこ
とを特徴とするニオブ酸リチウム単結晶の製造方法にあ
る。
融液組成のＬｉｔＯ／（ＬｉｚＯ十ＮｂｔＯ◇モル分率
が０．５３より小さいと、リチウム成分を過剰にした効
果がなく結晶中に過剰のニオブ成分が取り込まれる。
が０．５３より小さいと、リチウム成分を過剰にした効
果がなく結晶中に過剰のニオブ成分が取り込まれる。
またそのモル分率が０．６２を超えると、他の固相が結
晶中に析出しやすくなる。従って、そのモル分率は０．
５３〜０．６２の範囲であることが必要である。
晶中に析出しやすくなる。従って、そのモル分率は０．
５３〜０．６２の範囲であることが必要である。
本発明の方法におけるニオブ酸リチウム融液からその単
結晶を育成する方法としては、引上げ法。
結晶を育成する方法としては、引上げ法。
ブリッジマン法、帯溶融法、フローティングゾーン法な
どいずれの方法でもよい、しかし、育成結晶の高品質化
が達成し易い点から引上げ法、帯溶融法、フローティン
グゾーン法が好ましい。
どいずれの方法でもよい、しかし、育成結晶の高品質化
が達成し易い点から引上げ法、帯溶融法、フローティン
グゾーン法が好ましい。
本発明に用いる出発原料としては市販の９９．９９％純
度のＮＪＯＩ 、Ｌｉ１ＯとしてはＬｉｔＣＯｉでもよ
く、しかしできるだけ純度の高い原料を使用することが
好ましい。
度のＮＪＯＩ 、Ｌｉ１ＯとしてはＬｉｔＣＯｉでもよ
く、しかしできるだけ純度の高い原料を使用することが
好ましい。
フローティングゾーン法の場合には、それら出発原料粉
末をＮｂｇＯｓ ： Ｌｉ＊ＣＯ５−１： １ （化
学量論比組成）に混合し、棒状に成形・焼結して原料棒
とする。また、溶融帯の融液組成をリチウム成分過剰に
するために、リチウム成分過剰（Ｌｉ、Ｏ／（ＬｉｔＯ
＋ＮｂｔＯｓ ）モル分率−〇、５３〜０．６２好まし
くは０．５５〜０．６Ｏ程度）のベレット状の焼結体（
好ましくは溶融帯と同程度の容積を持つ）を用意し、あ
らかじめ種結晶上に置き、加熱して融解させ溶融帯を形
成してから育成を始める。
末をＮｂｇＯｓ ： Ｌｉ＊ＣＯ５−１： １ （化
学量論比組成）に混合し、棒状に成形・焼結して原料棒
とする。また、溶融帯の融液組成をリチウム成分過剰に
するために、リチウム成分過剰（Ｌｉ、Ｏ／（ＬｉｔＯ
＋ＮｂｔＯｓ ）モル分率−〇、５３〜０．６２好まし
くは０．５５〜０．６Ｏ程度）のベレット状の焼結体（
好ましくは溶融帯と同程度の容積を持つ）を用意し、あ
らかじめ種結晶上に置き、加熱して融解させ溶融帯を形
成してから育成を始める。
本発明における結晶の成長速度は、０．１〜１５ｍ１時
、好ましくは０．５〜４．０ ｍ／時である。育成雰囲
気は、酸素、窒素、空気のいずれでも可能である。
、好ましくは０．５〜４．０ ｍ／時である。育成雰囲
気は、酸素、窒素、空気のいずれでも可能である。
フローティングゾーン法ではアフターヒーターなどを利
用して、成長した結晶の急冷による割れなどを防ぐ事が
好ましい。さらに、育成した結晶は約１０５０〜１１５
０°Ｃで酸素雰囲気中で焼鈍する事が好ましい。
用して、成長した結晶の急冷による割れなどを防ぐ事が
好ましい。さらに、育成した結晶は約１０５０〜１１５
０°Ｃで酸素雰囲気中で焼鈍する事が好ましい。
実施例
市販の高純度ＬｉｇＣＯｓとＮｂｔＯｓ （純度９９．
９９％）原料粉末を１：ｌのモル比で混合し、１ｔｏｎ
／ｃｍ”の静水圧で棒状にラバープレス成形し、約１０
６０°Ｃの酸素中で焼結し原料棒を作成した。また、溶
融帯の組成をリチウム成分過剰にするために、同様のプ
ロセスでＬｉ ｔｏ／ （Ｌｉ ｔｏ ＋ ＮｂｔＯｓ
）モル分率０．６０の組成をもった焼結ベレットを用意
した。次に、原料棒を回転楕円面鏡を用いた集光式フロ
ーティングゾーン法単結晶製造装置に装填し、別に準備
したＬＮ種結晶を装填し、その種結晶上に焼結ベレット
を置いた。雰囲気ガスとして酸素ガスを毎分２りントル
の割合で流しながらランプ出力を上げて加熱し、焼結ベ
レットを融解したところで原料棒と接合させ、安定した
溶融帯を形成した後、フローティングゾーン法の常法に
従って、結晶育成操作を行った。育成条件は、原料棒及
び種結晶の回転速度が逆方向にそれぞれ４０回／分、結
晶成長速度は２ＩＩＩＩＩＺ時であった。得られたＬＮ
単結晶を２０時間約１１００’Ｃ１酸素中で焼鈍し、無
色透明な結晶体を得た。
９９％）原料粉末を１：ｌのモル比で混合し、１ｔｏｎ
／ｃｍ”の静水圧で棒状にラバープレス成形し、約１０
６０°Ｃの酸素中で焼結し原料棒を作成した。また、溶
融帯の組成をリチウム成分過剰にするために、同様のプ
ロセスでＬｉ ｔｏ／ （Ｌｉ ｔｏ ＋ ＮｂｔＯｓ
）モル分率０．６０の組成をもった焼結ベレットを用意
した。次に、原料棒を回転楕円面鏡を用いた集光式フロ
ーティングゾーン法単結晶製造装置に装填し、別に準備
したＬＮ種結晶を装填し、その種結晶上に焼結ベレット
を置いた。雰囲気ガスとして酸素ガスを毎分２りントル
の割合で流しながらランプ出力を上げて加熱し、焼結ベ
レットを融解したところで原料棒と接合させ、安定した
溶融帯を形成した後、フローティングゾーン法の常法に
従って、結晶育成操作を行った。育成条件は、原料棒及
び種結晶の回転速度が逆方向にそれぞれ４０回／分、結
晶成長速度は２ＩＩＩＩＩＺ時であった。得られたＬＮ
単結晶を２０時間約１１００’Ｃ１酸素中で焼鈍し、無
色透明な結晶体を得た。
得られたＬ Ｎ単結晶の格子定数を精密測定し、またキ
ュウリ−点を測定したところ、結晶組成は化学量論比に
非常に近いことが１１ Ｌ２された。さらに結晶を光学
的に評価したところ、屈折率変動もほとんどみとめられ
ず、光学的に均質であることが判明した。
ュウリ−点を測定したところ、結晶組成は化学量論比に
非常に近いことが１１ Ｌ２された。さらに結晶を光学
的に評価したところ、屈折率変動もほとんどみとめられ
ず、光学的に均質であることが判明した。
発明の効果
本発明では、実施例でも明らかなように、化学！論比組
成に近く、均質なＬＮ単結晶を得ることができる。ＬＮ
単結晶を非線形光学結晶として利用し、高調波を発振さ
せる場合、従来のＬＮでは光損傷により、連続して使用
する事が不可能で、損傷を解消するために熱処理も必要
であった。しかし、本発明により得られる化学量論比に
近い組成をもったＬＮ結晶は、欠陥密度の低いこともあ
って損傷を受けにくく、しかも高調波を発振させる位相
整合温度を熱処理温度よりも高くできるので、連続した
高調波の発振が可能である。このように優れた非線形光
学結晶の開発は光応用技術に広く応用され得る。
成に近く、均質なＬＮ単結晶を得ることができる。ＬＮ
単結晶を非線形光学結晶として利用し、高調波を発振さ
せる場合、従来のＬＮでは光損傷により、連続して使用
する事が不可能で、損傷を解消するために熱処理も必要
であった。しかし、本発明により得られる化学量論比に
近い組成をもったＬＮ結晶は、欠陥密度の低いこともあ
って損傷を受けにくく、しかも高調波を発振させる位相
整合温度を熱処理温度よりも高くできるので、連続した
高調波の発振が可能である。このように優れた非線形光
学結晶の開発は光応用技術に広く応用され得る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ニオブ酸リチウム融液からその単結晶を育成する方
法において、その融液組成をリチウム成分過剰なＬｉ＿
２Ｏ／（Ｌｉ＿２Ｏ＋Ｎｂ＿２Ｏ＿５）のモル分率を０
．５３〜０．６２の範囲に保った融液から育成すること
を特徴とするニオブ酸リチウム単結晶の製造方法。 ２）融液から単結晶を育成する方法が、引上げ法、ブリ
ッジマン法、帯溶融法、フローティングゾーン法である
前記１）の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15400088A JPH01320294A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15400088A JPH01320294A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320294A true JPH01320294A (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=15574724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15400088A Pending JPH01320294A (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | ニオブ酸リチウム単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01320294A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046193A (ja) * | 1990-04-21 | 1992-01-10 | Toru Katsumata | ホウ酸リチウムの単結晶成長方法 |
| JPH05117096A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-14 | Tokin Corp | ニオブ酸リチウム単結晶の薄膜の育成方法 |
| JP2019006657A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 日本電信電話株式会社 | 単結晶成長方法及び単結晶成長装置 |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP15400088A patent/JPH01320294A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046193A (ja) * | 1990-04-21 | 1992-01-10 | Toru Katsumata | ホウ酸リチウムの単結晶成長方法 |
| JPH05117096A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-14 | Tokin Corp | ニオブ酸リチウム単結晶の薄膜の育成方法 |
| JP2019006657A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 日本電信電話株式会社 | 単結晶成長方法及び単結晶成長装置 |
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