JPH0737360B2 - ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 - Google Patents
ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法Info
- Publication number
- JPH0737360B2 JPH0737360B2 JP34372592A JP34372592A JPH0737360B2 JP H0737360 B2 JPH0737360 B2 JP H0737360B2 JP 34372592 A JP34372592 A JP 34372592A JP 34372592 A JP34372592 A JP 34372592A JP H0737360 B2 JPH0737360 B2 JP H0737360B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- melt
- barium borate
- needle
- bab
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高調波発生素子等に用い
られるベータバリウムボレイト(β−BaB2 O4 、以
下BBOと略記する)単結晶の育成方法に関する。
られるベータバリウムボレイト(β−BaB2 O4 、以
下BBOと略記する)単結晶の育成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、BBO単結晶はNa2 O等のフラ
ックス法で育成されていた(例えばジャーナルオブクリ
スタルグロウス(J.Cryst.Growth)10
8巻1991年394ページ)。ファイバー状のBBO
単結晶はBaB2 O4 組成原料にNa2 O等のフラック
スを混入した出発原料を用い、レーザ加熱引上法で育成
されていた(例えばジャーナルオブクリスタルグロウス
(J.Cryst.Growth)91巻1988年8
1ページ)。また塩化バリウムとメタホウ酸ナトリウム
から塩化ナトリウムをフラックスとして混入した融液か
らβ相の針状単結晶を製造する方法も報告されている
(特願昭63−215598号)。またμ−CZ法でB
aB2 O4 組成融液からβ相を直接引き上げる試みも報
告されている(セラミクス24巻1989年319ペー
ジ)。
ックス法で育成されていた(例えばジャーナルオブクリ
スタルグロウス(J.Cryst.Growth)10
8巻1991年394ページ)。ファイバー状のBBO
単結晶はBaB2 O4 組成原料にNa2 O等のフラック
スを混入した出発原料を用い、レーザ加熱引上法で育成
されていた(例えばジャーナルオブクリスタルグロウス
(J.Cryst.Growth)91巻1988年8
1ページ)。また塩化バリウムとメタホウ酸ナトリウム
から塩化ナトリウムをフラックスとして混入した融液か
らβ相の針状単結晶を製造する方法も報告されている
(特願昭63−215598号)。またμ−CZ法でB
aB2 O4 組成融液からβ相を直接引き上げる試みも報
告されている(セラミクス24巻1989年319ペー
ジ)。
【0003】さらにBaB2 O4 単結晶がBaB2 O4
組成融液から直接引上法で育成されることも報告されて
いる(例えばジャーナルオブクリスタルグロウス(J.
Cryst.Growth)114巻1991年673
ページ、特願昭63−325202)。この方法は坩堝
に充填したBaB2 O4 組成原料を融点である1095
℃で融解し、融液表面の温度が一番低い中心の温度を約
1050℃にして融液表面の横方向の温度勾配を約50
℃/cm、深さ方向の温度勾配を100℃/cmとす
る。この融液の中心の部分にコールドフィンガーとして
白金線を接触させることにより、白金線に多結晶が晶出
し、この晶出した多結晶の横方向の成長を押さえて白金
線を引き上げることで多結晶中の成長方位の一番遅いC
軸方位のグレインが引上方向に揃うように選択的に成長
させ、多結晶を単結晶化していた。
組成融液から直接引上法で育成されることも報告されて
いる(例えばジャーナルオブクリスタルグロウス(J.
Cryst.Growth)114巻1991年673
ページ、特願昭63−325202)。この方法は坩堝
に充填したBaB2 O4 組成原料を融点である1095
℃で融解し、融液表面の温度が一番低い中心の温度を約
1050℃にして融液表面の横方向の温度勾配を約50
℃/cm、深さ方向の温度勾配を100℃/cmとす
る。この融液の中心の部分にコールドフィンガーとして
白金線を接触させることにより、白金線に多結晶が晶出
し、この晶出した多結晶の横方向の成長を押さえて白金
線を引き上げることで多結晶中の成長方位の一番遅いC
軸方位のグレインが引上方向に揃うように選択的に成長
させ、多結晶を単結晶化していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】フラックスを用いたB
BO育成は、結晶中にフラックス成分が混入することは
避けられず品質的に問題であった。またフラックス法は
育成に長時間を要し、またレーザ加熱法は種付け等の育
成技術が難しく、歩留まりが悪かった。μ−CZ法は育
成途中で結晶がα相に移転してしまうこともあり、歩留
まり良く高品質のBBOファイバーを育成することが難
しかった。
BO育成は、結晶中にフラックス成分が混入することは
避けられず品質的に問題であった。またフラックス法は
育成に長時間を要し、またレーザ加熱法は種付け等の育
成技術が難しく、歩留まりが悪かった。μ−CZ法は育
成途中で結晶がα相に移転してしまうこともあり、歩留
まり良く高品質のBBOファイバーを育成することが難
しかった。
【0005】また前記のようなBaB2 O4 組成融液か
らの直接引上法では、白金線に晶出した多結晶を単結晶
化するのにベータ相の晶出条件を保ったまま育成結晶の
直径を細くするという高度な技術を要した長時間の行程
を必要とし、さらに単結晶化された結晶中に微小角粒界
が残存する確率が高かった。さらに直径1mm以下の単
結晶を育成することは困難であった。
らの直接引上法では、白金線に晶出した多結晶を単結晶
化するのにベータ相の晶出条件を保ったまま育成結晶の
直径を細くするという高度な技術を要した長時間の行程
を必要とし、さらに単結晶化された結晶中に微小角粒界
が残存する確率が高かった。さらに直径1mm以下の単
結晶を育成することは困難であった。
【0006】本発明は非線形光学素子として応用される
不純物混入の無い針状のBBO単結晶を容易に歩留まり
良く短時間で育成することを課題としている。
不純物混入の無い針状のBBO単結晶を容易に歩留まり
良く短時間で育成することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はBaB2 O4 組
成の過冷却融液の表面と深さ方向の温度勾配を5℃/c
m以下、深さ方向を10℃/cm以下に設定し、コール
ドフィンガーを接触させるだけで、BBO針状単結晶フ
ァイバーを容易に育成する方法である。
成の過冷却融液の表面と深さ方向の温度勾配を5℃/c
m以下、深さ方向を10℃/cm以下に設定し、コール
ドフィンガーを接触させるだけで、BBO針状単結晶フ
ァイバーを容易に育成する方法である。
【0008】
【作用】今回の発明では、坩堝に充填したBaB2 O4
組成融液の表面の最低温度点である融液中心から横方向
の温度勾配を約5℃/cm以下、深さ方向を10℃/c
m以下になるように調節し、コールドフィンガーとした
白金線を融液に接触させる部分を融点の1095℃以下
の過冷却状態に保持する。白金線を融液に接触させると
始めにβ相の多結晶が白金線に晶出するが、融液中の温
度勾配が小さいために多結晶から放射状に結晶が成長す
ることが出来、白金線に多結晶が晶出した直後に育成速
度が速い方位であるa軸方向結晶が選択的に成長して針
状の単結晶となる。成長速度が速いにも関わらず、Ba
B2 O4 融液からの成長であるため、高品質の単結晶を
得ることが出来る。また融液の過冷却温度や、コールド
フィンガーからの熱の逃げ、コールドフィンガーの形状
を調節することにより、ファイバー結晶の長さや直径等
を調節することが出来る。
組成融液の表面の最低温度点である融液中心から横方向
の温度勾配を約5℃/cm以下、深さ方向を10℃/c
m以下になるように調節し、コールドフィンガーとした
白金線を融液に接触させる部分を融点の1095℃以下
の過冷却状態に保持する。白金線を融液に接触させると
始めにβ相の多結晶が白金線に晶出するが、融液中の温
度勾配が小さいために多結晶から放射状に結晶が成長す
ることが出来、白金線に多結晶が晶出した直後に育成速
度が速い方位であるa軸方向結晶が選択的に成長して針
状の単結晶となる。成長速度が速いにも関わらず、Ba
B2 O4 融液からの成長であるため、高品質の単結晶を
得ることが出来る。また融液の過冷却温度や、コールド
フィンガーからの熱の逃げ、コールドフィンガーの形状
を調節することにより、ファイバー結晶の長さや直径等
を調節することが出来る。
【0009】
(実施例1)直径40mm深さ40mmの白金坩堝に約
180gの化学沈澱法で作製したBaB2 O4 粉末を充
填した。抵抗加熱炉中に坩堝をセットし、原料を約11
30℃で融解した。融液表面の中心温度を1070℃の
過冷却融液、横方向の温度勾配3℃/cm、深さ方向は
5℃/cmになるように調節した(図1(a))。直径
5mmのサファイヤロッドに直径1.5mmの白金線を
固定し、下降速度5mm/sで炉外から炉中に挿入し
(図1(b))、融液表面に接触したところで下降させ
るのを止めた。接触直後まずBBOの多結晶が白金線に
晶出し、引き続いてa軸方位を持つ針状の結晶が多結晶
中から選択的に成長した(図1(c))。針状結晶が成
長した直後に白金線を引き上げ、融液から切り放した。
白金線を接触させてから引き上げる時間は約0.5秒で
あった。育成された針状結晶の一部の直径約0.5m
m、長さ7mmの結晶を偏光顕微鏡で品質を評価したと
ころ単結晶であることがわかった。融液の温度を105
0℃の過冷却に保持し、他は同条件で育成を行ったとこ
ろ、直径約1mm、長さ約10mmの針状結晶が得ら
れ、融液の温度と白金線の下降速度を変化させること
で、得られる針状のBBO単結晶の直径および長さをコ
ントロール出来ることがわかった。 (比較例1)同様の坩堝、原料、白金線を用い、高周波
炉を用いて坩堝を加熱して融液表面の温度が一番低い中
心の温度を約1070℃にして融液表面の横方向の温度
勾配を約10℃/cm、深さ方向の温度勾配を20℃/
cmと大きくした。この融液の中心の部分にコールドフ
ィンガーとして白金線を下降速度5mm/sで接触させ
たところ、白金には直径約5mmの不透明なBBOの多
結晶が晶出したが、針状の単結晶は晶出しなかった。
180gの化学沈澱法で作製したBaB2 O4 粉末を充
填した。抵抗加熱炉中に坩堝をセットし、原料を約11
30℃で融解した。融液表面の中心温度を1070℃の
過冷却融液、横方向の温度勾配3℃/cm、深さ方向は
5℃/cmになるように調節した(図1(a))。直径
5mmのサファイヤロッドに直径1.5mmの白金線を
固定し、下降速度5mm/sで炉外から炉中に挿入し
(図1(b))、融液表面に接触したところで下降させ
るのを止めた。接触直後まずBBOの多結晶が白金線に
晶出し、引き続いてa軸方位を持つ針状の結晶が多結晶
中から選択的に成長した(図1(c))。針状結晶が成
長した直後に白金線を引き上げ、融液から切り放した。
白金線を接触させてから引き上げる時間は約0.5秒で
あった。育成された針状結晶の一部の直径約0.5m
m、長さ7mmの結晶を偏光顕微鏡で品質を評価したと
ころ単結晶であることがわかった。融液の温度を105
0℃の過冷却に保持し、他は同条件で育成を行ったとこ
ろ、直径約1mm、長さ約10mmの針状結晶が得ら
れ、融液の温度と白金線の下降速度を変化させること
で、得られる針状のBBO単結晶の直径および長さをコ
ントロール出来ることがわかった。 (比較例1)同様の坩堝、原料、白金線を用い、高周波
炉を用いて坩堝を加熱して融液表面の温度が一番低い中
心の温度を約1070℃にして融液表面の横方向の温度
勾配を約10℃/cm、深さ方向の温度勾配を20℃/
cmと大きくした。この融液の中心の部分にコールドフ
ィンガーとして白金線を下降速度5mm/sで接触させ
たところ、白金には直径約5mmの不透明なBBOの多
結晶が晶出したが、針状の単結晶は晶出しなかった。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば針状のBBO単結晶を育
成する際、育成行程が簡便かつ短縮され、針状のBBO
単結晶が歩留まり良く育成される。
成する際、育成行程が簡便かつ短縮され、針状のBBO
単結晶が歩留まり良く育成される。
【図1】本発明の針状のBBO単結晶育成方法の手順を
記した図である。
記した図である。
1 白金坩堝 2 BaB2 O4 組成融液 3 サファイヤロッド 4 白金線 5 針状BBO単結晶 6 BBO多結晶
Claims (1)
- 【請求項1】 BaB2 O4 組成融液からベータバリウ
ムボレイト単結晶を育成する方法であって、BaB2 O
4 組成の過冷却融液の融液表面の温度勾配を5℃/cm
以下、深さ方向を10℃/cm以下に設定し、接触させ
たコールドフィンガーからベータバリウムボレイトの針
状結晶を育成することを特徴とするベータバリウムボレ
イト単結晶の育成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34372592A JPH0737360B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34372592A JPH0737360B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06199600A JPH06199600A (ja) | 1994-07-19 |
JPH0737360B2 true JPH0737360B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=18363770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34372592A Expired - Lifetime JPH0737360B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | ベータバリウムボレイト単結晶の育成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0737360B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104562197A (zh) * | 2013-10-23 | 2015-04-29 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物一水一硼酸二羟基十硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34372592A patent/JPH0737360B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06199600A (ja) | 1994-07-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19951205 |