[發明專利]化合物氟硼酸鋰鉀和氟硼酸鋰鉀非線性光學晶體及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201610164864.6
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN107217301B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 潘世烈;孔慶榮;楊云;劉莉莉
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B28/02;C30B11/14;C01B35/12;G02F1/355;G02F1/37;G02F1/39
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所(普通合伙) 65106
• 代理人: 張莉

1.一種氟硼酸鋰鉀非線性光學晶體，其特征在于該晶體的化學式為Li₃KB₉O₁₅F，分子量416.21，不具有對稱中心，屬三方晶系，空間群R3c，晶胞參數為a = 11.974(4) ?，b =11.974(4) ?， c = 15.998(11) ?， α = 90(11)°，β = 90°，γ = 120°，Z =6， V = 1986.4(17)?³。

2.根據權利要求1所述的氟硼酸鋰鉀非線性光學晶體的制備方法，其特征在于采用固相反應法合成化合物及高溫熔液法生長晶體，具體操作按下列步驟進行：

a、稱取摩爾比Li:K:B:F=3:1:9:1的含鋰化合物為Li₂CO₃或LiNO₃，含鉀化合物為K₂CO₃或KNO₃，含氟化合物為LiF，含硼化合物為H₃BO₃或B₂O₃放入研缽中，混合并研磨，然后裝入Φ100mm×100mm的開口剛玉坩堝中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至300℃，恒溫10-40h小時，冷卻至室溫，取出研磨之后放入馬弗爐中，再升溫至600-650℃，恒溫12-50小時，取出經研磨得到氟硼酸鋰鉀化合物多晶粉末，再對該產物進行X射線分析，所得X射線譜圖與氟硼酸鋰鉀Li₃KB₉O₁₅F單晶結構得到的X射線譜圖是一致的；

b、將步驟a得到的多晶粉末與助熔劑為LiF、KF、V₂O₅或PbF₂按摩爾比1:5-20混合均勻，然后裝入Φ80mm×80mm的開口鉑金坩堝中，以溫度1-30℃/h的升溫速率加熱至溫度750-900℃，恒溫10-50小時，得到混合熔液，再降至溫度660-630℃；

或將含鋰化合物為Li₂CO₃或LiNO₃，含鉀化合物為K₂CO₃或KNO₃，含氟化合物為LiF，含硼化合物為H₃BO₃或B₂O₃按摩爾比4-8:2-4:1-4:9-36直接稱取原料，將原料與助熔劑為LiF、KF、V₂O₅或PbF₂按摩爾比1:5-20進行混配，以溫度1-30℃/h的升溫速率加熱至溫度750-900℃，恒溫10-50小時，得到混合熔液，再降溫至溫度660-630℃；

c、制備氟硼酸鋰鉀籽晶：將步驟b得到的混合熔液以溫度0.5-10℃/h的速率緩慢降至室溫，自發結晶獲得氟硼酸鋰鉀籽晶；

d、將步驟c得到的籽晶固定于籽晶桿上，從晶體生長爐頂部下籽晶，先在步驟b中的混合熔液表面預熱籽晶5-15分鐘，再將籽晶下至接觸混合熔液表面或混合熔液中進行回熔，恒溫5-30分鐘，以溫度1-30℃/h的速率降至溫度650-620℃；

e、再以溫度0.1-5℃/天的速率緩慢降溫，以0-60rpm轉速旋轉籽晶桿進行晶體的生長，待單晶生長到所需尺度后，將晶體提離混合熔液表面，并以溫度1-30℃/h速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可得到氟硼酸鋰鉀非線性光學晶體。

3.根據權利要求1所述的氟硼酸鋰鉀非線性光學晶體在制備倍頻發生器、上頻率轉換器、下頻率轉換器或光參量振蕩器中的用途。