[发明专利]氟硼铝酸铯化合物、氟硼铝酸铯非线性光学晶体及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种氟硼铝酸铯化合物，其化学式为CsAlB₃O₆F。

2.一种权利要求1所述的氟硼铝酸铯化合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

a、按照化学式的摩尔比分别称取含有Cs、Al、B、O和F的化合物为原料；

b、将原料混合研磨后置于马弗炉中，升温至350~450℃，预烧1~5小时；

c、预烧完成后冷却至室温，取出研磨，然后升温至500~650℃，烧结24~96小时，之后冷却取出即得氟硼铝酸铯化合物多晶粉末。

3.根据权利要求2所述的氟硼铝酸铯化合物的制备方法，其特征是，步骤a中，含Cs的化合物原料为含铯的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、氟化物、硝酸盐或硼酸盐；含Al的化合物原料为含铝的氧化物、氢氧化物或氟化物；含B的化合物原料为H₃BO₃或B₂O₃；含F的化合物原料为CsF、CsBF₄或NH₄F。

4.一种氟硼铝酸铯非线性光学晶体，其特征是，所述晶体的化学式为CsAlB₃O₆F，分子量为307.32，所述晶体的结构属于正交晶系，空间群为Pna2₁，晶胞参数为a = 8.064 Å，b =11.970 Å，c = 7.036 Å，α = β = γ = 90°，单胞体积为679.2 ų。

5.一种权利要求4所述的氟硼铝酸铯非线性光学晶体的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

a、将权利要求2或3所制备的氟硼铝酸铯化合物多晶粉末装入铂金坩埚，然后置于晶体炉中，升温至750~800℃，恒温10~48小时至原料完全熔化均匀，之后迅速降温至凝固点以上0.5~2 ℃，得到熔体，其中，所述凝固点为560℃；

b、将籽晶固定在籽晶杆的下端并与熔体液面接触，预热1~10min后降温至凝固点或低于凝固点0.1~1℃，开始进行晶体生长；

c、通过晶体生长控制仪施加2~20rpm的晶转，以0~10 mm/天的速度提拉籽晶，然后按0.1~5℃/天的速率缓慢降温，降温结束后将晶体提离液面，以10~30℃/小时的速率降至室温，即得所述的氟硼铝酸铯非线性光学晶体。

6.一种权利要求4所述的氟硼铝酸铯非线性光学晶体的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

a、将权利要求2或3所制备的氟硼铝酸铯化合物多晶粉末与助熔剂装入铂金坩埚，然后置于晶体炉中，升温至600~700℃，恒温10~48小时至原料完全熔化均匀，之后迅速降温至饱和点以上5~10℃，得到混合熔体，其中，所述饱和点温度为500~550℃；

b、将籽晶固定在籽晶杆的下端并与混合熔体液面接触，预热1~10min后降温至饱和点，开始进行晶体生长；

c、通过晶体生长控制仪施加2~20rpm的晶转，然后按0.1~5℃/天的速率缓慢降温，降温结束后将晶体提离液面，以10~30℃/小时的速率降至室温，即得所述的氟硼铝酸铯非线性光学晶体。

7.一种权利要求6所述的氟硼铝酸铯非线性光学晶体的制备方法，其特征是，所述助熔剂为B₂O₃、H₃BO₃、CsF、(NH₄)₂AlF₆中的一种或两种的混合物；所述氟硼铝酸铯化合物多晶粉末与助熔剂的摩尔比为1∶0.3~3；所述制备方法得到的晶体尺寸大于3.0 mm。