[发明专利]一种手性晶体的生长装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种手性晶体的生长技术，尤其是涉及一种手性晶体的生长装置及方法。

背景技术

偏振光通过某些晶体或某些非晶体物质的溶液时，其振动面以光的传播方向为轴线发生旋转的现象，称为旋光现象，这类晶体或非晶体物质即具有旋光性，称为旋光物质。由于振动面的旋转具有方向性，故旋光物质又可分为左旋物质和右旋物质。诸如石英晶体、氯酸钠晶体、溴酸钠晶体等手性晶体就具有左旋和右旋两种结构。除了具有旋光现象以外，这些手性晶体还具有明显的色散效应。在光电场作用下，这类手性晶体由于其晶体结构的特异性，晶体内产生的电极化在空间呈不均匀分布状态，近而导致手性晶体的电极化强度与光电场不成线性关系，即产生旋光色散效应。

目前，基于这类手性晶体的旋光色散效应，多种光学器件已被开发生产，例如光学滤波器、光隔离器等。因此，作为上述光学器件的重要生产原料之一的氯酸钠等手性晶体的制备就显得非常关键。氯酸钠等手性晶体一般是通过水溶液降温或者蒸发的方法制得。这些方法在晶体生长的过程中常常由于搅拌速率、溶液的酸碱度和过饱和度以及晶体的手性对称破缺等因素导致手性晶体的旋向无法固定，近而无法稳定的生成特定旋向的手性晶体（籽晶）。随着相关技术水平的提高，研究人员利用β辐射以及超声波来影响晶体生长过程中的左右旋向比例，并取得了一定的效果，然而这些技术手段操作普遍过于复杂，并且长期的β辐射可能会对操作人员本身的身体健康产生不利影响；另外，超声波控制晶体左右旋向的方法还不够成熟，尤其在控制特定单一旋向手性晶体的产率上也有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便，并且能够控制手性晶体的旋向的生长装置以及有利于提高特定单一旋向手性晶体产率的生长方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种手性晶体的生长装置，包括激光器、偏振器、光转换传播组件和溶液盛器，所述的偏振器设置于所述的激光器出射的激光光束的光传播路径上，所述的光转换传播组件设置于所述的偏振器与所述的溶液盛器之间，所述的激光器出射的激光光束经过所述的偏振器后形成线偏振光，所述的偏振器输出的线偏振光经过所述的光转换传播组件后形成扩束平行圆偏振光，所述的光转换传播组件输出的扩束平行圆偏振光照射于盛放在所述的溶液盛器内的水溶性手性晶体的饱和溶液上。

所述的光转换传播组件由λ/4相位延迟器、激光扩束元件和反射镜组成，所述的偏振器、所述的λ/4相位延迟器、所述的激光扩束元件和所述的反射镜依次设置在所述的激光器出射的激光光束的光传播路径上，所述的溶液盛器设置在所述的反射镜反射的反射光的光传播路径上；所述的偏振器输出的线偏振光经所述的λ/4相位延迟器后形成圆偏振光，所述的λ/4相位延迟器输出的圆偏振光经所述的激光扩束元件后形成扩束平行光，且该扩束平行光为扩束平行圆偏振光，所述的激光扩束元件输出的扩束平行圆偏振光照射在所述的反射镜上，所述的反射镜反射的扩束平行圆偏振光竖直向上照射于盛放在所述的溶液盛器内的水溶性手性晶体的饱和溶液上。

所述的光转换传播组件由λ/4相位延迟器、激光扩束元件和反射镜组成，所述的偏振器、所述的激光扩束元件和所述的反射镜依次设置在所述的激光器出射的激光光束的光传播路径上，所述的λ/4相位延迟器和所述的溶液盛器依次设置在所述的反射镜反射的反射光的光传播路径上；所述的偏振器输出的线偏振光经所述的激光扩束元件后形成扩束平行光，且该扩束平行光为扩束平行线偏振光，所述的激光扩束元件输出的扩束平行线偏振光照射在所述的反射镜上，所述的反射镜反射的扩束平行线偏振光经所述的λ/4相位延迟器后形成扩束平行圆偏振光，所述的λ/4相位延迟器输出的扩束平行圆偏振光竖直向上照射于盛放在所述的溶液盛器内的水溶性手性晶体的饱和溶液上。

所述的光转换传播组件由λ/4相位延迟器、激光扩束元件和反射镜组成，所述的偏振器、所述的λ/4相位延迟器和所述的反射镜依次设置在所述的激光器出射的激光光束的光传播路径上，所述的激光扩束元件和所述的溶液盛器依次设置在所述的反射镜反射的反射光的光传播路径上；所述的偏振器输出的线偏振光经所述的λ/4相位延迟器后形成圆偏振光，所述的λ/4相位延迟器输出的圆偏振光照射在所述的反射镜上，所述的反射镜反射的圆偏振光经所述的激光扩束元件后形成扩束平行光，且该扩束平行光为扩束平行圆偏振光，所述的激光扩束元件输出的扩束平行圆偏振光竖直向上照射于盛放在所述的溶液盛器内的水溶性手性晶体的饱和溶液上。