【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及晶體材料，特別是涉及一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體及其制備方法。
技術介紹
1、硼酸銫鋰(cslib6o10，簡稱clbo)晶體是一種非常重要的新型非線性光學晶體，在大功率紫外、深紫外固體激光器領域有著的廣闊的應用前景。硼酸銫鋰晶體通常采用頂部籽晶高溫溶液法進行生長，其生長原料為硼酸銫鋰多晶料和助熔劑。通常硼酸銫鋰多晶料由cs2co3、li2co3和h3bo3經固相燒結得到，該方法會導致硼酸銫鋰多晶料產生成分偏離偏析，進而導致硼酸銫鋰晶體在生長過程中出現包裹體、紫外散射顆粒等缺陷，降低硼酸銫鋰晶體的光學質量；此外，不合適的助熔劑會引入外來雜質，影響硼酸銫鋰晶體的光學質量。再者，clbo晶體易潮解開裂制約了推廣應用。因此，生長出改善本身抗潮解能力的高光學質量的硼酸銫鋰晶體成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體及其制備方法，以提高硼酸銫鋰的光學質量及抗潮解能力。具體技術方案如下：
2、本申請的第一方面提供了一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體包括硼酸銫鋰和鎵元素，所述硼酸銫鋰和所述鎵元素的摩爾比為1:(0.00015-0.00013)，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在210nm-230nm波段的透過率＞88％，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在230nm-1800nm波段的透過率＞90％。
3、在本申請的一些實施方案中，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的抗激光損傷閾值為10j/cm2-11j/cm2。
4、在本申請的一些實施方案中，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在溫度為25℃、相對濕度為70％的恒溫恒濕箱中開始潮解的時間＞1300h。
5、本申請的第二方面提供了一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的制備方法，其包括以下步驟：
6、(1)將cs2co3、li2co3、h3bo3、助熔劑csf和摻雜劑ga2o3混合均勻后加入去離子水進行濃縮得到濃縮液，將所述濃縮液進行高溫反應得到生長原料；所述生長原料包括硼酸銫鋰多晶料、所述助熔劑csf和所述摻雜劑ga2o3，其摩爾比為(3-5):1:(0.025-0.125)；
7、(2)將所述生長原料放入位于晶體生長爐內的鉑金坩堝中，830℃-850℃加熱熔化后在該溫度下保溫攪拌48h-100h，得到均勻穩(wěn)定的高溫溶液；
8、(3)將所述高溫溶液以3℃/h-5℃/h的降溫速率降溫至810.5℃-831℃，放入籽晶，使籽晶與所述高溫溶液接觸，在該溫度下保持15min-30min，然后以0.2℃/h-0.5℃/h的降溫速率降溫至生長飽和點；所述生長飽和點為810℃-830℃；
9、(4)降溫生長鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體。
10、在本申請的一些實施方案中，所述濃縮液的含水量為20％-30％，所述濃縮的濃縮溫度為220℃-260℃、濃縮時間為2h-4h，所述高溫反應的反應溫度為500℃-550℃、反應時間為3h-5h。
11、在本申請的一些實施方案中，所述籽晶以[001]方向或[100]方向接觸所述高溫溶液。
12、在本申請的一些實施方案中，所述步驟(4)包括：以0.01℃/h-0.10℃/h的降溫速率降溫，以正轉-停止-反轉-停止方式循環(huán)旋轉鉑金坩堝，控制所述鉑金坩堝的旋轉速度為20rpm/min-50rpm/min。
13、本申請的有益效果：
14、本申請?zhí)峁┝艘环N鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體及其制備方法，本申請?zhí)峁┑逆墦诫s的硼酸銫鋰晶體包括硼酸銫鋰和鎵元素，其中，硼酸銫鋰和鎵元素的摩爾比為1:(0.00015-0.00013)。，本申請?zhí)峁┑逆墦诫s的硼酸銫鋰晶體具有較高的光學質量和較好的抗潮解能力。采用本申請?zhí)岣叩闹苽浞椒ㄖ苽滏墦诫s的硼酸銫鋰晶體，可成功生長出滿足需求的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體。具體地，采用液相法合成硼酸銫鋰多晶料，可以使硼酸銫鋰多晶料原料反應更充分，減少硼酸銫鋰多晶料成分偏析，有利于抑制硼酸銫鋰晶體在生長過程中出現的包裹體、紫外散射顆粒，從而有利于提高鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的透過率和光學質量；采用csf助熔劑，csf中的f+可以有效打斷硼氧鍵，降低硼酸銫鋰熔體的粘度，降低硼酸銫鋰晶體的生長溫度，減少高溫溶液的揮發(fā)，對cs+的揮發(fā)進行補償；且不會引入雜質離子，從而有利于提高鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的光學質量。適量摻雜ga3+摻雜能提高硼酸銫鋰晶體的抗潮解能力。
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1.一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體包括硼酸銫鋰和鎵元素，其中，所述硼酸銫鋰和所述鎵元素的摩爾比為1:(0.00015-0.00013)，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在210nm-230nm波段的透過率＞88％，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在230nm-1800nm波段的透過率＞90％。
2.根據權利要求1所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，其中，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的抗激光損傷閾值為10J/cm2-11J/cm2。
3.根據權利要求1所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，其中，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在溫度為25℃、相對濕度為70％的恒溫恒濕箱中開始潮解的時間＞1300h。
4.一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的制備方法，其包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的制備方法，其中，所述濃縮液的含水量為20％-30％，所述濃縮的濃縮溫度為220℃-260℃、濃縮時間為2h-4h，所述高溫反應的反應溫度為500℃-550℃、反應時間為3h-5h。
6.根據權利要求4所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的制備方法，其中，所述籽
7.根據權利要求4所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的制備方法，其中，所述步驟(4)包括：以0.01℃/h-0.10℃/h的降溫速率降溫，以正轉-停止-反轉-停止方式循環(huán)旋轉鉑金坩堝，控制所述鉑金坩堝的旋轉速度為20rpm/min-50rpm/min。
...【技術特征摘要】
1.一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體包括硼酸銫鋰和鎵元素，其中，所述硼酸銫鋰和所述鎵元素的摩爾比為1:(0.00015-0.00013)，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在210nm-230nm波段的透過率＞88％，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在230nm-1800nm波段的透過率＞90％。
2.根據權利要求1所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，其中，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的抗激光損傷閾值為10j/cm2-11j/cm2。
3.根據權利要求1所述的鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體，其中，所述鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體在溫度為25℃、相對濕度為70％的恒溫恒濕箱中開始潮解的時間＞1300h。
4.一種鎵摻雜的硼酸銫鋰晶體的制備方...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳建榮，王國影，韓加紅，徐吉，
申請(專利權)人：中材人工晶體研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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