[发明专利]一种掺镨铌酸锂晶体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种掺镨铌酸锂晶体及其制备方法，所述掺镨铌酸锂晶体由Li₂CO₃、Nb₂O₅、Pr₂O₃制成；其制备方法为：原料称量后经过烘干、混料后进行烧结；烧结完成后进行提拉生长，最后单畴化、退火，经定向、切割、磨抛工序，得到掺镨为1.3mol%的铌酸锂晶体。本发明的铌酸锂晶体的制备过程中掺杂了镨离子，碳酸锂的使用量提高，由传统配方中Li₂CO₃与Nb₂O₅的摩尔比为48.6∶51.4，变成了49.3～49.6∶50.4～50.7；得到掺镨近化学计量比铌酸锂晶体，具有低触发功率，高发光效率且可调谐的特性。

技术领域

本发明涉及非线性光学晶体技术领域，特别是涉及一种掺镨铌酸锂晶体及其制备方法。

背景技术

铌酸锂晶体是一种集压电、铁电、热释电、非线性、电光、光弹、光析变等性能于一体的多功能材料，具有良好的热稳定性和化学稳定性。铌酸锂晶体已经在声表面波（SAW）滤波器、光波导基片、光通讯调制器、光隔离器等方面获得了广泛的实际应用，并在光子海量存储器、光学集成等方面具有广阔的应用前景。但现有技术中的铌酸锂晶体还存在触发功率高，发光效率低的技术问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种掺镨铌酸锂晶体及其制备方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种掺镨铌酸锂晶体，所述掺镨铌酸锂晶体由Li₂CO₃、Nb₂O₅、Pr₂O₃制成；其中Li₂CO₃与Nb₂O₅的摩尔比为49.3～49.6∶50.4～50.7；Pr₂O₃的掺杂浓度为1.3mol%。

本发明还包括掺镨铌酸锂晶体的制备方法，包括以下步骤：

S1，按Li₂CO₃与Nb₂O₅的摩尔比为49.3～49.6∶50.4～50.7；Pr₂O₃的掺杂浓度为1.3mol%的配比称取Li₂CO₃、Nb₂O₅、Pr₂O₃的粉料进行烘干，随后进行混料，得到混合料；

S2，将混合料放入坩埚中进行烧结，得到掺镨铌酸锂粉料；

S3，将掺镨铌酸锂粉料用中频感应炉加热，采用提拉法进行晶体生长；

S4，生长后的晶体在1100～1200℃单畴化、退火，经定向、切割、磨抛工序，得掺镨为1.3mol%的铌酸锂晶体。

优选的，提拉速度0.2～1mm/h，转速为10～20rpm，气液温差20～30℃，溶体内温度梯度为1～2℃/mm。

优选的，所述步骤S1的烘干过程在150～200℃下恒温烘干2～3h；混料时间为16～24h。

优选的，所述步骤S2将混合料放入坩埚中，在650～850℃的环境中烧结2～3h，使Li₂CO₃充分分解，再升温至1000～1200℃烧结2～3h得到掺镨铌酸锂粉料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：