[發(fā)明專利]化合物鋇鉍硼氧和化合物鋇鉍硼氧光學晶體及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210073879.3
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102586878A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 潘世烈;董孝宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B9/04;C01B35/12
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發(fā)明涉及化學式為BaBiOBO₃的化合物和BaBiOBO₃光學晶體、晶體的制備方法以及利用該晶體制作的光學器件。

背景技術

雙折射現(xiàn)象是光在光性非均勻的介質(zhì)晶體中傳播時表現(xiàn)出來的重要特性之一。光在光性非均質(zhì)體(如立方系以外的晶體)中傳播時，除了個別特殊的方向(沿光軸方向)外，會改變其振動特點，分解為兩個電場矢量振動方向互相垂直，傳播速度不同，折射率不等的兩束偏振光，這種現(xiàn)象稱為雙折射，這樣的晶體稱為雙折射晶體。兩束光中的一束遵循一般的折射定律，稱為尋常光(o光)，其折射率用n。表示，另一束不遵循一般的折射定律，稱為非常光(e光)，其折射率用n_e表示。利用雙折射晶體的特性可以得到線偏振光，實現(xiàn)對光束的位移等。從而使得雙折射晶體成為制作光隔離器，環(huán)形器，光束位移器，光學起偏器和光學調(diào)制器等光學元件關鍵材料。

常用的雙折射材料主要有方解石。金紅石、LiNbO₃、YVO₄以及α-BaB₂O₄晶體等。然而方解石晶體主要以天然是形式存在，人工合成比較困難，一般尺寸都比較小，雜質(zhì)含量比較高，無法滿足發(fā)尺寸光學偏光元件的要求，而且易于解離，加工比較困難，晶體利用率低。金紅石也主要以天然形式存在，人工合成比較困難，且尺寸較小，硬度大，難以加工。LiNbO₃晶體易于得到大尺寸晶體，但雙折射率太小。YVO₄是一種性能良好的人工雙折射晶體，但是由于YVO₄熔點高，必須使用銥坩堝進行井提升生長，且生長的氣氛為弱氧氣氛，從而在生長時存在銥元素的變價問題，而使得晶體的質(zhì)量下降，也不易獲得高質(zhì)量的晶體。α-BaB₂O₄由于存在固態(tài)相變，很容易在晶體生長過程中開裂。鑒于此，非常有必要尋找一種易于生長，性能穩(wěn)定且具有較大雙折射率的雙折射晶體。

通過檢索：專利申請?zhí)?00810072811.7報道了BaBiOBO₃化合物，通過比較發(fā)現(xiàn)這兩種材料有以下區(qū)別，一，空間群不同。200810072811.7報道的化合物BaBiBO₄為Pna2₁；本發(fā)明合成的化合物BaBiOBO₃為Pnma。二，結構和性質(zhì)不同。200810072811.7報道的化合物BaBiBO₄為非中心對稱的化合物，具有二階非線性光學作用。本發(fā)明合成的化合物BaBiOBO₃為中心對稱的化合物，不具有二階非線性光學作用。三，用途不同。200810072811.7報道的化合物BaBiBO₄晶體可作為制備倍頻發(fā)生器、上或下頻率轉換器，光參量振蕩器等非線性光學器件的用途。本發(fā)明合成的化合物BaBiOBO₃晶體可作為光隔離器，環(huán)形器，光束位移器，光學起偏器和光學調(diào)制器等。特別適用于制作各種用途的偏光棱鏡，相位延遲器件和電光調(diào)制器件。這些器件利用的是晶體的折射率特性，特別是較大的雙折射率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種鋇鉍硼氧化合物，該化合物的化學式為BaBiOBO₃，分子量為421.13。

本發(fā)明另一目的在于提供一種化合物鋇鉍硼氧光學晶體，該晶體的化學式為BaBiOBO₃，分子量421.13，晶體屬正交晶系，空間群Pnma，晶胞參數(shù)為

本發(fā)明再一個目的在于提供采用高溫熔液法生長鋇鉍硼氧光學晶體的制備方法。

本發(fā)明又一目的在于提供一種鋇鉍硼氧光學晶體的用途，該晶體用于制作光通信元件，即光隔離器，環(huán)形器，光束位移器，光學起偏器和光學調(diào)制器；特別適用于制作各種用途的偏光棱鏡，相位延遲器件和電光調(diào)制器件。

本發(fā)明所述的一種化合物鋇鉍硼氧，該化合物的化學式為BaBiOBO₃，分子量421.13，采用固相反應法合成化合物。

一種化合物鋇鉍硼氧光學晶體，該晶體的化學式為BaBiOBO₃，分子量421.13，晶體屬正交晶系，空間群Pnma，晶胞參數(shù)為

所述化合物鋇鉍硼氧光學晶體的制備方法，采用固相反應法合成化合物及采用加入助溶劑生長晶體，具體操作步驟按下進行：