[发明专利]一种新型溴氰酸钡双折射晶体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种溴氰酸钡双折射晶体，属于晶体材料技术领域和光学技术领域。其化学式是BaCNOBr，该晶体属于正交晶系，空间群为Pnma，晶胞参数为Z＝4；该晶体透过范围为320‑2500nm，在λ＝800nm处双折射率计算值Δn＝0.257，可用于制造紫外可见近红外波段偏振起偏棱镜、偏振分束棱镜等光电元件。本发明还提供了双折射晶体BaCNOBr的多晶粉末及单晶制备方法。

技术领域

本发明涉及一种氰酸盐双折射晶体、粉末多晶与单晶制备方法，特别是一种用于紫外可见近红外波段的分子式为BaCNOBr的双折射晶体、粉末多晶及其单晶制备方法，属于晶体材料技术领域和光学技术领域。

背景技术

双折射是一束光束入射到各向异性的晶体时，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。由双折射产生的两束光为偏振方向相互垂直的线偏振光，其中一束遵从折射定律的称为寻常光(o光，其折射率用n_o表示，该折射率大小不随入射方向改变)；另一束不遵从折射定律的称为非常光(e光，其折射率用n_e表示，该折射率大小会随着入射方向的改变而改变)，n_o与n_e的最大差值称为双折射率。具有各向异性的晶体称为双折射晶体，可以用来制造偏振起偏棱镜、偏振分束棱镜等光电元件，在光学和通讯领域有着重要应用。

目前应用于红外到紫外波段的商用的双折射晶体包括YVO₄晶体、方解石CaCO₃晶体、α-BaB₂O₄晶体和MgF₂晶体等。YVO₄晶体具有大的双折射，但是在400nm以下不透光，多用于近红外波段而不能用于紫外波段；方解石CaCO₃晶体是一种优秀的近紫外和可见波段双折射晶体，但是它主要以天然形式存在且尺寸较小、杂质较高，无法制作大尺寸光学偏光元件，而人工生长又比较困难；MgF₂晶体具有非常宽的透过范围(110-8500nm)，可以应用于200nm以下深紫外波段，但是它的双折射率太小(在253.7nm的双折射只有0.0128)，使用时器件尺寸大，使用非常不便；α-BaB₂O₄晶体具有较大的双折射和宽的透光范围，可用于近红外、可见和紫外波段，但是由于存在固态相变，α-BaB₂O₄晶体生长过程中容易开裂，难以获得高质量、大尺寸的晶体。鉴于现有成熟双折射晶体存在的缺点，迫切需要寻找能够克服现有双折射晶体不足的双折射晶体。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种溴氰酸钡双折射晶体，该晶体化学式为BaCNOBr；该晶体透过范围为320-2500nm，λ＝800nm处双折射率计算值Δn＝0.257；可用于紫外可见近红外波段。

本发明的另一目的在于提供BaCNOBr双折射晶体的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种溴氰酸钡双折射晶体，其化学式是BaCNOBr。该晶体属于正交晶系，空间群为Pnma，晶胞参数为Z＝4；该晶体透过范围为320-2500nm，在λ＝800nm处双折射率计算值Δn＝0.257。

本发明还提供了一种溴氰酸钡双折射晶体的小晶体的制备方法，其采用高温固相反应法制备，具体操作步骤如下：

将BaBr₂和RbCNO以摩尔比＝1:1的比例混合均匀后置于石英安瓿中，将安瓿抽真空至10^-3Pa并进行熔化封结，放入马弗炉中，以20℃/小时的速率升温至600℃，保温72小时，然后以3℃/小时的降温速率降温至100℃，最后关闭马弗炉冷却至室温，得到BaCNOBr晶体。

其中，所使用的BaBr₂和RbCNO为无水BaBr₂和无水RbCNO。