[发明专利]一种简单高效解决铌酸钾晶体带蓝色问题的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非线性光学晶体领域，特别是一种铌酸钾晶体的生长方法

技术背景

KN的非线性光学品质因数、电光品质因数、光折变品质因数以及压电性能，在非线性晶体及压电晶体中都名列前茅。二次谐波发生性能指数M大，约等于30(略低于KTP的4倍)，在无机化合物中，是具有最大性能指数的材料之一，可能实现高效二次谐波发生。对Nd:YAG激光用b轴，对850～940nm波段用a轴，可分剐实现非临界相位匹配。该晶体化学性能稳定，易加工，抗激光损伤性能比LiNbO3好。

该晶体曾被认为最难生长晶体，存在问题主要有：刚开始生长的几块晶体带蓝色，等于是废品，浪费人力物力等。该晶体降温过程要发生两次相变很难得到不开裂晶体。得到的多畴晶体还需要极化之后才能使用。曾有文献报告认为带蓝色是由于氧空位造成，后来经过研究发现通氧生长和通氧退火都无法解决蓝色问题，说明蓝色问题并非氧空位等造成。中国工程院院士沈德忠，经过研究认为主要原因是原料反应不完全造成。他采用1200℃热炼15天方法解决了蓝色问题，该方案时间都具有时间长、占用坩埚等特点。别的一些方法也都需要原料烘干、烧结、长时间反应等要求。

本发明的目的是采用特殊的原料配比和原料熔融方法以解决铌酸钾晶体带蓝色问题

发明内容

本发明的目的是探究一种简单、高效解决铌酸钾晶体带蓝色问题的方法。

为解决KN带蓝色问题，本发明通过如下方式实现：采用碳酸钾和氧化铌为原料，其中K过量2％～10％(摩尔百分比)，于普通硅碳棒炉子1150℃条件下熔融反应至原料全部熔解，然后取出放入硅钼炉中，80℃/h升温至1300℃，保温24h，然后降温至200～300℃，取出放入熔盐炉中试晶生长。将该方法合成的原料用于生长铌酸钾单晶，得到不带蓝色的单晶。

本发明特点：采用K过量2％～10％(摩尔百分比)的配方克服了传统合成原料时需要烘干的缺点。于1150℃条件下熔融反应至原料全部熔解，该步骤只要采用普通硅碳棒加热就可以实现，具有简单、时间短等特点。于硅钼炉1300℃保温24h，具有烧结温度短等特点。因此该方法具有简单、高效特点，为生产节约大量原料合成时间。

具体实施方式

实施例一：称取一定量的碳酸钾和氧化铌，满足K比Nb过量2％～10％(摩尔百分比)于原料桶中混匀。将混好的量于1150℃的硅碳棒炉中熔解至反应完全。将熔好的料于白金坩锅中置于硅钼炉中加热至1300℃，保温24h，降温至200～300℃取出放入熔盐炉生长。生长得到的铌酸钾晶体不带蓝色。