[发明专利]用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体及生长方法和用途

权利要求书

1.一种用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体，其化学式为KBaSc(B₃O₆)₂，该晶体属于三方晶系，晶体结构中K原子和Ba原子为无序混合占位；空间群为R-3，晶胞参数为Z=3。KBaSc(B₃O₆)₂晶体的透过范围为184-3000nm；在λ=589nm处折射率计算值为：n_o=1.6168，n_e=1.5079，Δn=0.1089；晶体易于生长、易于切割、易于研磨、易于抛光和易于保存，在空气中稳定，不易潮解，不溶于水。

2.一种权利要求1所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的生长方法，其采用自熔体自发结晶法或助熔剂法生长晶体。

3.按权利要求2所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的生长方法，其特征在于，所述的自熔体自发结晶法生长晶体的步骤如下：

将含钾化合物、含钡化合物、含钪化合物和含硼化合物按其中钾：钡：钪：硼的摩尔比=1:1:1:6的比例混合均匀，在铂坩埚中加热至熔融态，搅拌24-48小时；通过尝试下籽晶确定上述混合熔体的饱和点温度，将温度升至饱和点温度以上2-20°C，将没有绑籽晶的籽晶杆放入熔体中，然后以0.05-5°C/h的速率降温，使其自发结晶，待结晶后，在降温速率为0.05-5°C/h条件下生长晶体；待晶体长到厘米级尺寸时，将晶体提离液面，并以2-50°C/h的速率降至室温，得到KBaSc(B₃O₆)₂双折射晶体。

4.按权利要求2所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的生长方法，其特征在于，所述的助熔剂法生长晶体的步骤如下：

将含钾化合物、含钡化合物、含钪化合物、含硼化合物和助熔剂混合研磨，在铂坩埚中加热至熔融态，搅拌24-48小时；通过下尝试籽晶确定上述混合熔体的饱和点温度，将温度升至饱和点温度以上2-20°C时，将籽晶固定在籽晶杆末端，将籽晶从生长炉顶端放入，使其与混合熔体表面接触或者使其伸入到熔体内；下籽晶后10-60分钟，将温度降至饱和点温度，同时以10-100转/分的旋转速率旋转籽晶杆，然后以0.05-5°C/h的速率降温的条件下生长晶体；待晶体长到厘米级尺寸时，将晶体提离液面，并以2-50°C/h的速率降至室温，得到KBaSc(B₃O₆)₂双折射晶体；

所述含钾化合物、含钡化合物、含钪化合物和含硼化合物按其中的钾：钡：钪：硼的摩尔比=1:1:1:6的比例混合构成化合物原料；所述化合物原料与助熔剂的摩尔比为1:(0.2～2)；

所述助熔剂为氟化钾、氧化钾、氟化钠、氧化钠、氟化钡、氯化钡、氯化钠、氟化锂、氧化锂、氧化硼或它们的混合物。

5.按权利要求3或4所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的生长方法，其特征在于，所述的含钾化合物为纯度不低于99.9%的氧化钾、氢氧化钾、卤化钾、碳酸钾、硝酸钾、硫酸钾、乙酸钾或草酸钾；所述的含钡化合物为纯度不低于99.9%的氧化钡、氢氧化钡、卤化钡、碳酸钡、硝酸钡、硫酸钡、乙酸钡或草酸钡；所述的含钪化合物为纯度不低于99.9%的氧化钪、氢氧化钪、卤化钪或硝酸钪；所述的含硼化合物为纯度不低于99.9%的硼酸或氧化硼。

6.按权利要求4所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的生长方法，其特征在于，所述助熔剂的纯度不低于99.9%。

7.一种权利要求1所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的用途，其特征在于，所述硼酸盐双折射晶体为KBaSc(B₃O₆)₂双折射晶体，用于制作偏振分束棱镜。

8.按权利要求7所述的用于紫外波段的硼酸盐双折射晶体的用途，其特征在于，所述的偏振分束棱镜为格兰型棱镜、渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜或光束分离偏振器。