[发明专利]锂钾锶铝硼氧氟和锂钾锶铝硼氧氟非线性光学晶体及制备方法和用途

权利要求书

1.一种锂钾锶铝硼氧氟非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，该晶体的化学式为K₃Sr₃Li₂Al₄B₆O₂₀F，分子量905.82，不具有对称中心，属三方晶系，空间群R32，晶胞参数为a=8.6035(5) Å，b = 8.6035(5) Å，c = 24.007(3)Å， V= 1538.9(2)ų，采用高温熔液法生长锂钾锶铝硼氧氟非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：

a、将原料含锂化合物为碳酸锂、硝酸锂、氧化锂、氢氧化锂、碳酸氢锂或草酸锂；含锶化合物为碳酸锶、硝酸锶、氧化锶、氢氧化锶、碳酸氢锶或草酸锶；含钾化合物为碳酸钾、硝酸钾、氧化钾、氢氧化钾、碳酸氢钾或草酸钾；含铝化合物为三氧化二铝；含硼化合物为硼酸或三氧化二硼放入研钵中，混合并仔细研磨，然后装入Φ100mm×100mm的开口刚玉坩埚中，放入马弗炉中，缓慢升温至550℃，恒温24小时，待冷却后取出坩埚，此时样品较疏松，接着取出样品重新研磨均匀，再置于坩埚中，在马弗炉内于温度630℃再恒温48小时，将其取出，放入研钵中捣碎研磨即得K₃Sr₃Li₂Al₄B₆O₂₀F化合物，对该产物进行X射线分析，所得X射线谱图与锂钾锶铝硼氧氟K₃Sr₃Li₂Al₄B₆O₂₀F单晶结构得到的X射线谱图是一致的；

b、按摩尔比1:1-10将步骤a得到的锂钾锶铝硼氧氟单相多晶粉末与助熔剂为NaF、SrCO₃-H₃BO₃、LiF-H₃BO₃、LiF、LiBO₂、LiBO₂- H₃BO₃、SrF₂-H₃BO₃、SrF₂、KBO₂、KBO₂- H₃BO₃、NaBO₂、NaBO₂- H₃BO₃或SrF₂-H₃BO₃-Li₂O混合均匀，以温度1-30℃/h的升温速率加热至620-1050℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至605-800℃；

或按元素摩尔比1:3:6:2:4:12-10直接称取原料含锂化合物为碳酸锂、硝酸锂、氧化锂、氢氧化锂、碳酸氢锂或草酸锂；含锶化合物为碳酸锶、硝酸锶、氧化锶、氢氧化锶、碳酸氢锶或草酸锶；含钾化合物为碳酸钾、硝酸钾、氧化钾、氢氧化钾、碳酸氢钾或草酸钾；含铝化合物为三氧化二铝；含硼化合物为硼酸或三氧化二硼与助熔剂为NaF、SrCO₃-H₃BO₃、LiF-H₃BO₃、LiF、LiBO₂、LiBO₂- H₃BO₃、SrF₂-H₃BO₃、SrF₂、KBO₂、KBO₂- H₃BO₃、NaBO₂、NaBO₂- H₃BO₃或SrF₂-H₃BO₃-Li₂O混合均匀，以温度1-30℃/h的升温速率加热至620-1050℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至605-800℃；

c、制备锂钾锶铝硼氧氟籽晶：将步骤b得到的部分混合熔液以温度0.5-10℃/h的速率缓慢降至室温，自发结晶获得锂钾锶铝硼氧氟籽晶；

d、将盛有步骤b制得的混合熔液置于坩埚中，再将坩埚置入晶体生长炉中，将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上,从晶体生长炉顶部下籽晶，先预热籽晶5-60分钟，将籽晶下至接触所述混合熔液液面或混合熔液中进行回熔，恒温5-60分钟，以温度1-60℃/h的速率降至605-800℃；

e、再以温度0.1-5℃/天的速率缓慢降温，以0-60rpm转速旋转籽晶杆进行晶体的生长；待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离熔液表面，并以温度1-80℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即制得锂钾锶铝硼氧氟非线性光学晶体。

2.根据权利要求1所述的锂钾锶铝硼氧氟非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，步骤b中助熔剂LiF-H₃BO₃ 或SrF₂-H₃BO₃中的氟化物与硼酸的摩尔比为1-8:1-5；所述LiBO₂-H₃BO₃、NaBO₂- H₃BO₃或KBO₂- H₃BO₃中的偏硼酸盐与硼酸的摩尔比为1-5:1-10；所述SrCO₃-H₃BO₃中SrCO₃与H₃BO₃的摩尔比为1-6:1-9。