[发明专利]一种生长非线性光学晶体LiB3O5、CsB3O5和CsLiB6O10的方法

说明书

一种生长非线性光学晶体LiB₃O₅、CsB₃O₅和CsLiB₆O₁₀的方法。本发明采用的溶剂为碱金属硝酸盐MNO₃，其中所述M为Li、Na、K、Rb或Cs。本发明使用密闭容器抑制溶剂高温时的分解，并增强了高温溶剂对溶质的溶解；有效地降低了LiB₃O₅、CsB₃O₅和CsLiB₆O₁₀晶体的生长温度，使得其生长温度在500℃以下，较目前650℃以上的生长温度有了显著的降低，有效地节约了能源；反应采用密闭容器，优化后采用经济的耐腐蚀耐高温材料内衬，极大地减少晶体生长过程中的贵金属损耗；整个方法简单易操作，有利于推广。

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域。更具体地，涉及一种生长非线性光学晶体LiB₃O₅、CsB₃O₅和CsLiB₆O₁₀的方法。

背景技术

LiB₃O₅、CsB₃O₅和CsLiB₆O₁₀三种优秀的非线性光学晶体具有优异的综合性能，其具有宽的透光范围、高的光学均匀性、适中的双折射率，相对较大的有效倍频系数和高的激光损伤阈值，在光电子技术方面有着重要应用，被广泛用于激光频率转化，光学参量振荡和光学参量放大等领域。

现代激光技术的发展对非线性光学晶体有着迫切的需求，并对晶体的生长提出了更高的需求。目前，LiB₃O₅、CsB₃O₅和CsLiB₆O₁₀晶体的生长多采用高温助熔剂法，如LiB₃O₅生长所使用的Li₂O-MoO₃-MF₂助熔剂体系，其中 M为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn或Pb；CsB₃O₅生长的碱金属氟化物MF助熔剂体系，其中M为Li、Na或Cs。这些方法生长过程中往往存在着反应原料粘度较大，溶质输运缓慢，组分挥发以及较开放的生长条件导致的杂质引入等问题。同时，一些助熔剂，特别是含有较重元素助熔剂还会在晶体中引入少量杂质离子，如MoO₃助熔剂导致的晶体生长中少量杂质Mo离子的引入。另外，目前的生长方法对晶体的生长工艺技术有着严格的要求，如搅拌速率等，给晶体生长带来了更多的变量。

因此，需要提供一种生长非线性光学晶体LiB₃O₅、CsB₃O₅和CsLiB₆O₁₀的方法来降低反应原料粘度，加快溶质输运，降低晶体生长温度，减少杂质的引入，简化晶体生长工艺。

发明内容