[发明专利]一种单斜相钽铌酸铽磁光晶体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，所述磁光晶体的化学式为TbTa_xNb_1-xO₄,其中0≤x≤1。

2.如权利要求1所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，所述磁光晶体为TbTaO₄，其Verdet常数在633nm处为-105rad/m·T。

3.如权利要求1或2所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，所述磁光晶体为单斜结构，空间群为P21/c，熔点在1800℃以上，且晶胞参数、物化性能及Verdet常数随着x取值的不同而略微不同。

4.如权利要求1或2所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，所述磁光晶体生长采用熔体提拉法，所述磁光晶体生长所使用的坩埚容器为铱金坩埚。

5.如权利要求1或2所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，该磁光晶体的制备方法包括以下步骤：

1)按TbTa_xNb_1-xO₄(0≤x≤1)晶体化学计量比准确称取Tb₄O₇,Ta₂O₅,Nb₂O₅初始原料；

2)将步骤1)所称取的原料进行充分混合，然后采用冷等静压机压制成块状，接着装入氧化铝坩埚内，放入马弗炉内进行烧结，烧结温度为1300℃～1500℃，烧结时间为24～72h，烧结得到钽铌酸铽磁光晶体多晶原料；

3)将步骤2)制得的钽铌酸铽磁光晶体多晶原料放入晶体生长用的铱金坩埚内，将坩埚放入提拉单晶炉内，抽真空并冲入保护气体，采用电阻或中频/高频感应加热，直至多晶原料充分熔化，恒温2h，得晶体生长初始熔体；

4)将步骤3)制得的晶体生长初始熔体采用熔体法晶体生长工艺进行单晶生长，采用TbTaO₄或TbNbO₄单晶作为籽晶，将籽晶缓慢放入熔体中，依次经过放肩、等径、收尾生长过程完成单晶提拉生长；

5)单晶生长完成后将晶体提拉出熔体约0.5-5mm，然后停止提拉、缓慢降低温度至室温，开炉并取出晶体，得到钽铌酸铽磁光晶体。

6.如权利要求5所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，步骤1)中，所述初始原料Tb₄O₇,Ta₂O₅,Nb₂O₅的纯度均高于99.99％。

7.如权利要求5所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，所用籽晶方向为[100]、[010]、或[001]方向。

8.如权利要求5所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体，其特征在于，步骤4)中，熔体法晶体生长工艺参数为：提拉速度为0.5-2mm/h，旋转速度为3-15rpm，降温速率为20-50℃/h。

9.如权利要求1-2、6-8所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体在光学和通讯领域的应用。

10.如权利要求9所述的单斜相钽铌酸铽磁光晶体在光学和通讯领域的应用，其特征在于，该磁光晶体用于制作磁光器件，所述磁光器件包括磁光隔离器、磁光调制器、磁光传感器、磁光开关。