[发明专利]一种硅硼酸铽磁光晶体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅硼酸铽磁光晶体，其特征在于，所述硅硼酸铽的化学式是Tb₅Si₂BO₁₃，所述硅硼酸铽晶体属六方晶系，空间群是P6₃/m，晶胞参数为：a＝0.92569(10)nm，c＝0.68297(12)nm，Z＝2。

2.如权利要求1所述的硅硼酸铽磁光晶体，其特征在于，所述晶体在500～1500nm波段具有90％以上的透过率。

3.如权利要求1所述的硅硼酸铽磁光晶体，其特征在于，所述晶体在波长为633nm光时，其Verdet常数为-190rad/m.T。

4.权利要求1所述的一种硅硼酸铽磁光晶体的制备方法，所述方法采用助熔剂法或者熔体提拉法生长晶体。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂 法生长晶体的步骤包括：

将含Tb的化合物：含Si的化合物：含B的化合物：含Pb的化合物按照Tb：Si：B：Pb元素摩尔比为5：2～5：5～10：50～80的比例均匀混合研磨，装入铂坩埚，升温至1100～1200℃，保温24h，然后5～10℃/h的速度降至室温，得到硅硼酸铽磁光晶体。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔体提拉法生长晶体的步骤包括：

1)将含Tb的化合物：含Si的化合物：含B的化合物按照Tb：Si：B元素摩尔比为5～8：1～1.5：2～4的比例混合研磨，装入铂坩埚中，放入硅钼棒炉中烧至1200℃，得到生长所需的原料；

2)将生长所需的原料装入铱坩埚中，放入提拉炉中，并充入高纯N₂保护，加热至熔融，搅拌24～48小时，在混合熔体温度高于饱和点温度1～5℃时，将末端装有籽晶的籽晶杆从生长炉内放入，使其接触熔液表面或者使其伸入到熔体内；

3)下籽晶10～60分钟后，将温度降至饱和点温度，同时以30～120转/分的旋转速率旋转籽晶杆，然后以1～5℃/天的速率降温，以0.02～0.5mm/h的提拉速度提拉，待晶体长到毫米级尺寸时，将晶体提离液面，以2～100℃/h的速率降至室温，得到硅硼酸铽磁光晶体。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含Pb的化合物为氧化铅、二氧化铅或卤化铅。

8.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述含Tb的化合物为铽的氧化物、铽的硝酸盐、铽的硫酸盐和铽的卤化物中的一种；

所述含B的化合物为硼酸或氧化硼；

所述含Si的化合物为硅的氧化物、硅的氢氧化物、单质硅、硅的有机酯和硅的卤化物中的一种。

9.权利要求1所述硅硼酸铽磁光晶体的应用，其特征在于，所述磁光晶体用于制作磁光器件。

10.如权利要求9所述硅硼酸铽磁光晶体的应用，其特征在于，所述的磁光器件为磁光隔离器、磁光调制器、磁光传感器或磁光开关。