83] 然后將合成的氟硼酸鎘鉛化合物與助熔劑Na20-Pb0按摩爾比 1:4進(jìn)行混配，其中Na20與PbO摩爾比為2:2,裝入〇80mmX80mm的開口鉬金坩堝中，升至 溫度770°C，恒溫70小時，得到混合熔液，再降至溫度725°C ;
[0084] 以溫度4. 0°C /h的速率緩慢降溫至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氟硼酸鎘鉛籽晶；
[0085] 在化合物熔液中生長晶體：將獲得的Pbufd^BfAR籽晶固定于籽晶桿上，從晶 體生長爐頂部下籽晶，先在混合熔液表面上預(yù)熱籽晶8分鐘，再浸入液面下，使籽晶在混合 熔液中進(jìn)行回熔，恒溫8分鐘，快速降至溫度720°C ;
[0086] 再以溫度0. 8°C /天的速率緩慢降溫，以lOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶坩禍，待晶體生長 到所需尺度后，將晶體體離熔液表面，以溫度5°C /h速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取 出，即可獲得尺寸為18mmX22mmX 15mm的氟硼酸鎘鉛晶體。
[0087] 實(shí)施例9
[0088] 按反應(yīng)式：1. 15Pb (N03) 2+CdF2+7. 85Cd0+6H3B0 - PbL 15Cds.85B60lsF2+2· 3N02 t 3+9H20 t +0· 57502 丨合成 PbusCd^BfA^ 化合物：
[0089] 將？13(勵3)2、0(^2、0(10、氏80 3按摩爾比1.15:1:7.85:6放入研缽中，混合并仔細(xì) 研磨，然后裝入Φ lOOmmX 100mm的開口剛玉坩堝中，將其壓緊，放入馬弗爐中，緩慢升溫至 溫度550°C，恒溫24小時，待冷卻后取出坩堝，此時樣品較疏松，接著取出樣品重新研磨均 勻，再置于坩堝中，在馬弗爐內(nèi)于溫度780°C又恒溫48小時，將其取出，放入研缽中搗碎研 磨即得Ρ1^15ε(18.85Β6018Ρ 2化合物，對該產(chǎn)物進(jìn)行X射線分析，所得X射線譜圖與氟硼酸鎘鉛 Pk 15Cds. S5B601SF2單晶結(jié)構(gòu)得到的X射線譜圖是一致的；
[0090] 然后將合成的化合物與助熔劑H3B03-Pb0按摩爾比1:4進(jìn)行混 配，Η3Β0與PbO摩爾比為2:1，裝入Φ80mmX 80mm的開口鉬金坩堝中，升至溫度630°C，恒溫 45小時，得到混合熔液，再降至溫度620°C ;
[0091] 以溫度6. 5°C /h的速率緩慢降至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氟硼酸鎘鉛籽晶；
[0092] 在化合物熔液中生長晶體：將獲得的籽晶固定于籽晶桿上，從晶體生長爐頂部下 籽晶，先在混合熔液表面上預(yù)熱籽晶15分鐘，再浸入液面下，使籽晶在混合熔液中進(jìn)行回 熔，恒溫15分鐘，快速降至溫度615°C ;
[0093] 再以溫度2°C /天的速率緩慢降溫，以60rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿，待晶體生長到所 需尺度后，將晶體體離熔液表面，以溫度80°C /h速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出， 即獲得尺寸為20mmX22mmX15mm的氟硼酸鎘鉛晶體。
[0094] 實(shí)施例10
[0095] 按反應(yīng)式：1. 15Pb(N03)2+CdF2+7. 85Cd(N03)2+6H3B03 -PbusCdusBfAR+lSNO〗t +9 H20 丨 +4·502 丨合成 化合物：
[0096] 將 Pb (N03) 2、CdF2、Cd (N03) 2、H3B03 按摩爾比 1· 15:1: 7· 85:6 放入研缽中，混合并仔 細(xì)研磨，然后裝入Φ lOOmmX 100mm的開口剛玉坩堝中，將其壓緊，放入馬弗爐中，緩慢升溫 至溫度550°C，恒溫24小時，待冷卻后取出坩堝，此時樣品較疏松，接著取出樣品重新研磨 均勻，再置于坩堝中，在馬弗爐內(nèi)于溫度780°C又恒溫48小時，將其取出，放入研缽中搗碎 研磨即得Pk 15Cds.85B60lsF 2化合物，對該產(chǎn)物進(jìn)行X射線分析，所得X射線譜圖與氟硼酸鎘 鉛Pb^CduAO^單晶結(jié)構(gòu)得到的X射線譜圖是一致的；
[0097] 將合成的PbL 15Cds.85B60lsF2化合物與助熔劑NaF-PbO按摩爾比3:2進(jìn)行混配，其中 NaF與PbO摩爾比為2:1，裝入Φ80_Χ 80謹(jǐn)?shù)拈_口鉬坩堝中，升至溫度900°C，恒溫5小時 得到混合熔液，再降至溫度750°C ;
[0098] 以溫度4. 0°C /h的速率緩慢降至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氟硼酸鎘鉛籽晶；
[0099] 在化合物熔液中生長晶體：將獲得的籽晶固定于籽晶桿上從晶體生長爐頂部下籽 晶，先在混合熔液表面上預(yù)熱籽晶20分鐘，再浸入液面下，使籽晶在混合熔液中進(jìn)行回熔， 恒溫25分鐘，快速降至溫度745°C ;
[0100] 然后以溫度:TC /天的速率降溫，以50rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿，待晶體生長到所需 尺度后，將晶體體離熔液表面，以溫度70°C /h速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出，即 可獲得尺寸為22mmX21mmX16mm的氟硼酸鎘鉛晶體。
[0101] 實(shí)施例11
[0102] 如附圖1所示，實(shí)驗(yàn)測量的XRD圖譜與理論計(jì)算得到的XRD圖譜吻合的非常好， 因此得到的樣品純度是符合后續(xù)測試要求的，也進(jìn)一步驗(yàn)證了氟硼酸鎘鉛 單晶結(jié)構(gòu)的正確性。
[0103] 實(shí)施例12
[0104] 將實(shí)施例1 - 10所得任意的氟硼酸鎘鉛Pbufd^BfAR晶體按相匹配方向加 工一塊尺寸5mmX5mmX 6mm的倍頻器件，按附圖2所示安置在3的位置上，在室溫下，用調(diào) QNd: YAG激光器作光源，入射波長為1064nm，由調(diào)Q Nd: YAG激光器1發(fā)出波長為1064nm的 紅外光束2射入單晶3,產(chǎn)生波長為532nm的綠色倍頻光，輸出強(qiáng)度為同等 條件KDP的3倍，出射光束4含有波長為1064nm的紅外光和532nm的綠光，經(jīng)濾波片5濾 去后得到波長為532nm的綠色激光。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化合物氟硼酸鎘鉛，其特征在于該化合物的化學(xué)式為Pb^CduAOiA，分子量 1609. 65,采用固相反應(yīng)法合成。2. -種氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體，其特征在于該晶體的化學(xué)式為 分子量1609. 65,不具有對稱中心，屬單斜晶系，空間群Cm，晶胞參數(shù)為a= 7. 889(6)A，b= 15.913(12)A，c= 3.448(3)A，beta= 99.704(8)deg·，Z=1，V=426.7(5)A3。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化合物氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于 采用固相反應(yīng)法合成化合物及高溫熔液法生長氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體，具體操作按下 列步驟進(jìn)行： a、 將含鉛，含鎘，含氟的化合物和硼酸稱取放入研缽中，混合并仔細(xì)研磨，然后裝入 OlOOmmXIOOmm的開口剛玉坩堝中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至550°C，恒溫24小時，冷 卻至室溫，取出經(jīng)第二次研磨之后放入馬弗爐中，再升溫至650°C，恒溫24小時，冷卻至室 溫，取出經(jīng)第三次研磨后放入馬弗爐中，再升溫至780°C，恒溫48小時，取出經(jīng)研磨制得氟 硼酸鎘鉛化合物單相多晶粉末，對該產(chǎn)物進(jìn)行X射線分析，所得X射線譜圖與氟硼酸鎘鉛 Pb15Cds.S5B601SF2單晶結(jié)構(gòu)得到的X射線譜圖是一致的； b、 將步驟a合成的氟硼酸鎘鉛化合物單相多晶粉末與助熔劑按摩爾比為1:1-6均勻混 合，以溫度1_30°C/h的升溫速率加熱至溫度700-900°C，恒溫5-80小時，得到混合熔液，再 降溫至溫度650-820°C; 或直接將原料含鉛，含鎘，含氟的化合物和硼酸與助熔劑按摩爾比為 0. 15:1:8. 85:6:1-6混合均勻，以溫度1-30°C/h的升溫速率加熱至溫度700-900°C，恒溫 5-80小時，得到混合熔液，再降溫至溫度650-820°C; c、 制備氟硼酸鎘鉛籽晶：將步驟b得到的混合熔液以溫度0. 5-10°C/h的速率緩慢降 至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得氟硼酸鎘鉛籽晶； d、 將盛有步驟b制得的混合熔液的坩堝置入晶體生長爐中，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，先預(yù)熱籽晶5-60分鐘，將籽晶下至接觸混 合熔液液面或混合熔液中進(jìn)行回熔，恒溫5-60分鐘，以溫度1-60°C/h的速率降至溫度 610-745。。； e、 再以溫度0. 1_5°C/天的速率緩慢降溫，以0-60rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)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1-80°C/h速率降至室 溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可得到氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于步驟a中氟硼酸鎘鉛中含鉛的化合物為氧化 鉛、硝酸鉛、碳酸鉛或氟化鉛；含鎘的化合物為氧化鎘、氟化鎘或硝酸鎘；含氟的化合物為 氟化鉛或氟化鎘。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于步驟b所述助熔劑為NaF-H3B03、H3B03-Na20、 Na20-Pb0、LiF-PbO、NaF-PbO或H3B03-Pb0。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于步驟b助熔劑NaF-H3B03體系中NaF與H3B03的 摩爾比為1一5:3 - 6 ;LiF-PbO或NaF-PbO體系中氟化物與氧化鉛的摩爾比為1一5:1 - 6 ;H3B03-Pb0或H3B03-Na20體系中硼酸與氧化物的摩爾比為2-5:1-5 ;Na20-Pb0體系中氧化 鈉與氧化鉛的摩爾比為1一5:0. 1 - 6。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體在制備倍頻發(fā)生器、上頻率轉(zhuǎn)換 器、下頻率轉(zhuǎn)換器或光參量振蕩器中的用途。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化合物氟硼酸鎘鉛和氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體及制備方法和用途，該化合物的化學(xué)式為Pb1.15Cd8.85B6O18F2，分子量1609.65，采用固相反應(yīng)法合成，該晶體的化學(xué)式為Pb1.15Cd8.85B6O18F2，分子量1609.65，屬單斜晶系，空間群Cm，晶胞參數(shù)為a=7.889(6)？，b=15.913(12)？，c=3.448(3)？，beta=99.704(8)deg.，V=426.7(5)？3，采用高溫熔液法生長晶體，其粉末倍頻效應(yīng)達(dá)到KDP(KH2PO4)的3倍，該氟硼酸鎘鉛非線性光學(xué)晶體機(jī)械硬度大，易于切割、拋光加工和保存，在制備倍頻發(fā)生器、上頻率轉(zhuǎn)換器、下頻率轉(zhuǎn)換器或光參量振蕩器等非線性光學(xué)器件中得到廣泛應(yīng)用。
【IPC分類】G02F1/39, C30B15/00, C30B29/10, G02F1/355, C01B35/06, G02F1/37
【公開號】CN105316763
【申請?zhí)枴緾N201410229725
【發(fā)明人】潘世烈, 張興文, 吳紅萍, 俞洪偉
【申請人】中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年5月27日