專利名稱：低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摻Rb+的KTP (Rb:KTP)晶體及其制備方法，尤其 涉及一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著激光技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了許多新型的非線性光學(xué)晶體，其 中最令人注目且至今仍在廣泛應(yīng)用的就是磷酸鈦氧卸晶朱
磷酸鈦氧鉀(KTiOP04簡稱KTP)晶體是國際上公認(rèn)的綜合性能優(yōu) 越的非線性光學(xué)晶體。它具有非線性系數(shù)大、光學(xué)均勻性好、熱導(dǎo)性好、 透過波段寬等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，是目前中 小功率釹激光器1.06nm倍頻的最佳材料之一。在激光醫(yī)療、大規(guī)模集成 電路的加工、激光通訊、軍事致盲、燈光舞臺(tái)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從 晶體生長、加工到光電子器件，在國際上已經(jīng)形成了較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)市 場(chǎng)。
KTP晶體的一個(gè)主要特性就是它的電光性育L 20世紀(jì)70年代中期發(fā) 現(xiàn)的非線性光學(xué)晶體KTiOP04(KTP)具有優(yōu)異的倍頻性能非線性系數(shù) 大，不潮解，光損傷閾值可達(dá)Gw/cm2量級(jí)，相位匹配條件隨溫度的變化 很小。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有大的非線性系數(shù)的晶體往往也具有優(yōu)秀的電光 性能。于是人們把探尋新型電光晶體的重點(diǎn)放到了KTP晶體上。我們知 道，在長波長(2000-4500nm)激光器中，傳統(tǒng)的DKDP和LN晶體由于其 透過波段的限制，都無法作為電光器件使用，而KTP晶體具有較寬的透 過波段(350 ~ 4500nm)，因此，人們根據(jù)KTP晶體的這一特性，對(duì)其電光 性能方面進(jìn)行深入的研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，KTP晶體具有大的電光系數(shù) 和較低的介電常數(shù)、穩(wěn)定的化學(xué)和機(jī)械性能等許多優(yōu)良特性，這使其在 電光調(diào)制、Q開關(guān)、光波波導(dǎo)等方面有誘人的應(yīng)用前景。
在研究過程中也發(fā)現(xiàn)，作為優(yōu)良的電光及非線性材料，KTP晶體也 存在著一些固有缺陷，其一是抗灰跡能力較差，中等功率下隨著時(shí)間延長其倍頻效率大大降低；其二是電導(dǎo)率太大，在高電場(chǎng)長時(shí)間作用下會(huì) 使晶體變黑變性，因而不能成為實(shí)用的電光開關(guān)。
當(dāng)KTP晶體在使用時(shí)，長期受到通過其光路的光子的作用，會(huì)使其 晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使晶體的物理性質(zhì)發(fā)生改變，不能滿足作為非線性 光學(xué)晶體的要求，造成晶體的損壞。這種現(xiàn)象在宏觀上可表現(xiàn)為用肉眼 可觀測(cè)到的 一 條沿光路的"灰跡"線。如果采用PCI ( Photo-thermal Common-path interferometer)系統(tǒng)測(cè)試晶體只于光能的吸收量，可以發(fā)現(xiàn) 大多數(shù)的KTP晶體來說，是隨著綠光532nm沖擊時(shí)間增長，1064nm的 吸收也就很快的增大。這表明其吸收系數(shù)會(huì)隨著時(shí)間的增長而增;L電 導(dǎo)率是反映KTP晶體物理性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，尤其是當(dāng)KTP晶體作 電光器件應(yīng)用時(shí)，如制作電光Q開關(guān)，振幅或相位調(diào)制器以及光波導(dǎo)器 件等。如果晶體的電導(dǎo)率較高則容易導(dǎo)致KTP晶體器件受到破壞而失去 應(yīng)有的作用。因此要求KTP晶體的電導(dǎo)率要低于10力S/cm數(shù)量級(jí)，所以 電導(dǎo)率的高低是衡量KTP晶體性能優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此降低KTP 晶體的電導(dǎo)率具有非常大的必要性和實(shí)用價(jià)傲采用常規(guī)助熔劑法生長 的KTP晶體，在室溫下其z向的電導(dǎo)率約為l(T6S/cm，而在實(shí)際應(yīng)用中， 要求材料的電導(dǎo)率小于10-9 S/cm。因此，如何降低KTP晶體z向電導(dǎo)率 就成了人們研究的新課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有低電導(dǎo)率 且能夠抗灰跡的Rb:KTP晶體及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體， 所述晶體的化學(xué)式為RbxK(Lx)TiOP04, 0.01<x<0.1，其晶胞結(jié)構(gòu)與普通 KTP相同。
進(jìn)一步，本發(fā)明還提供一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方 法，包括以下步驟
1 )在以K6P4013 (K6yf乍助熔劑的生長KTP的原料體系中加入氧化銣 并攪拌均勻，制成Rb:KTP晶體生長原料；
2 )將制成的Rb:KTP晶體生長原料放入坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再降 溫到飽合點(diǎn)；3 )向熔化的原料中加入軒晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。
進(jìn)一步，所述步驟l)具體為在按一定比例稱量的磷酸二氫鉀、二
氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物中加入氧化銣并攪拌均勻，也可采用碳酸
鉀和磷酸氨鹽等其它原料提供鉀和磷酸根離子。
進(jìn)一步，所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP
與K6的摩爾比為0.7 2之間的比例加入，其中以摩爾比為1-1.345為最佳。
進(jìn)一步，所述氧化銣按與磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混 合物的重量比為0.8 % 4%的比例加入。
進(jìn)一步，所述氧化銣可通過在磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀 的混合物中加入碳酸銣或硝酸銣加熱后制得。
進(jìn)一步，所述碳酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混 合物的重量比為1% 5%的比例加入。
進(jìn)一步，所述硝酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混 合物的重量比為0.5%~3%的比例加入。
進(jìn)一步，所述坩堝為鉑坩堝或金坩堝。
進(jìn)一步，所述籽晶為點(diǎn)籽晶或線籽晶。
本發(fā)明通過用 一定量的Rb+取代KTP晶體中的K+,得到Rb:KTP晶 體，該Rb:KTP晶體與KTP晶體相比，電導(dǎo)率降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上(低 于10力S/cm),能夠滿足作為電光器件的電導(dǎo)率要求，在高電場(chǎng)長期作用 下不會(huì)使晶體變黑變性而損壞；隨著綠光532nm沖擊時(shí)間增長，1064nm 的吸收隨時(shí)間延長有所降低，表明本發(fā)明提供的Rb:KTP晶體的吸收系數(shù) 比較穩(wěn)定，具有很好的抗灰跡性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說吸 圖1為本發(fā)明的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的隨時(shí)間延長的光能 吸收?qǐng)D像。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體，該晶體的 化學(xué)式為RbxKd-x;nOP04 ， O.OKxO.l,除少量K+被Rb+取代外，其晶 胞結(jié)構(gòu)與普通KTP基本相同。
對(duì)普通的K6P4013 (以下簡稱K6)助熔劑體系的KTiOP04 (以下簡 稱KTP)生長進(jìn)行摻雜改性，經(jīng)對(duì)處+ 、 Cs+、 Ga3+、 A產(chǎn)等多種離子進(jìn) 行摻雜改性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)行Rb+摻雜改性同時(shí)具有Z向電導(dǎo)率低、抗藍(lán) 綠光灰跡效果好的特點(diǎn)，通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明Rb+摻雜含量對(duì)晶體性能 的影響，最終確定低Rb+摻雜含量對(duì)KTP晶體的抗灰跡性能改善最為顯 著。Rb+作為替代離子取代了 KTP中部分K+的位置，由于&1>+半徑較〖+ 大，阻塞了 Z向K+的通道，使Rb:KTP晶體具有Z向低電導(dǎo)率的特質(zhì)。同 時(shí)，經(jīng)過PCI弱吸收測(cè)試、KTP倍頻器件制作和PPKTP器件激光變頻實(shí) 驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Rb:KTP晶體具有很好的抗藍(lán)綠光灰跡效果，如圖l所示，隨著 綠光532nm沖擊時(shí)間增長，1064nm的吸收隨時(shí)間延長有所降低，表明本 發(fā)明提供的Rb:KTP晶體的吸收系數(shù)比較穩(wěn)定，具有很好的抗灰跡性能。。
Rb:KTP晶體抗灰跡性能激光測(cè)試采用所生長的晶體加工 4x4x5mn^II類常溫1064nm倍頻器件，匹配角度及轉(zhuǎn)化效率與普通KTP 相同，采用半導(dǎo)體泵浦的YV04晶體連續(xù)1046nm輸出作為倍頻光源，光 束直徑0.008 mm，轉(zhuǎn)換得到綠光功率達(dá)到150 mW，連續(xù)開才幾45天，30% 的測(cè)試晶體綠光輸出下降不超過1%，其余的晶體綠光輸出激光能量下降 不超過15%。而同條件下同尺寸普通KTP晶體長時(shí)間只能承受 50 100mW的綠光輸出，在150mW條件經(jīng)連續(xù)兩周照射后，其綠光輸出 下降到35mW以下。
同時(shí)，該體系Rb+摻雜含量低，對(duì)KTP晶體的其他光學(xué)性能影響很 小，方便了應(yīng)用，且該體系晶體生長穩(wěn)定區(qū)域較寬，易于生長大尺寸高 質(zhì)量的晶體,相對(duì)其他方法，是一種低成本的電光KTP晶體和抗灰跡KTP 晶體的生長方法，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)施例2:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的方 法，包括以下步驟
1 )在以K 6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入碳酸銣并攪拌均勻，制成Rb:KTP晶體原料； 具體步驟為
在磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物中加入碳酸銣并攪 拌均勻。所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP與 K6的摩爾比為1.345 : 1的比例加入(此為最佳比例)。所述碳酸銣按與 磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物的重量比為1%的比例加 入。
2 )將制成的Rb:KTP晶體原料放入鉑或金坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再 降溫到飽合點(diǎn)；
具體為
將原料按要求進(jìn)行配比，裝入O200"50mm鉑或金坩堝，放入生長 爐內(nèi)，爐內(nèi)溫場(chǎng)以1 10。C/10cm為宜，以100。C/小時(shí)升溫到1000。C恒溫 并攪拌24小時(shí)，將溶液降溫到飽和點(diǎn)。
反應(yīng)的方程式具體包括
KH2P04+Ti02-KTiOP04+H20 (生成KTP)
2KH2P04+2K2HP04-K6P4013+3H20 (生成K6 )
Rb2C03-Rb20+C02
部分KH2P04和K2HP04加熱分解為
2KH2P04-K20+P205+2H20
2K2HP04-2K20+P205+H20
與Rb20發(fā)生以下反應(yīng)合成RbTiOP04及Rb6P4013:
P205+Rb20+2Ti02-2RbTiOP04
2P205+3Rb20-Rb6P4013
由于同時(shí)生成的RbTiOP04和KTiOP04可以無限混溶，形成了成分 均一的Rb:KTP晶體。
3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。 具體為
適當(dāng)引入籽晶，以10~60轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)坩堝或籽晶，以
rc/iooh rc/ioh速度緩慢降溫，經(jīng)過2~6個(gè)月的生長得到晶體。
在700到980°C范圍內(nèi)，體系的飽和點(diǎn)溫度T及溶解度a(a為KTP: K6重量比g/g)大致符合以下經(jīng)實(shí)驗(yàn)擬合方程<formula>formula see original document page 9</formula>
采用點(diǎn)籽晶或線籽晶，適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)方式及降溫工藝，經(jīng)過近60天的 生長，生長出40x30x30mm，重量達(dá)到80克左右的優(yōu)質(zhì)Rb:KTP晶體， 用該晶體加工的器件具有低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體生長，Z向電 導(dǎo)率可達(dá)到l(T9S/cm，經(jīng)測(cè)試完全滿足電光晶體和倍頻抗灰跡應(yīng)用要求。
改性的KTP型晶體，目前國內(nèi)生長的較少，有些仍在生長研究階段。 我們根據(jù)KTP晶體具有結(jié)構(gòu)敏感性這一特點(diǎn)，在KTP晶體生長體系中摻 入Rb離子，而我們則在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整攙雜比例和攙雜方 式得到了 Rb:KTP晶體，通過對(duì)晶體的特性測(cè)量我們發(fā)現(xiàn)其具有電導(dǎo)率底 低，抗灰跡的優(yōu)秀電光性能。
實(shí)施例3:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的方 法，包括以下步驟
1 )在以K6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入碳酸銣并攪拌均 勻，制成Rb:KTP晶體原料；
具體步驟為
在磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物中加入碳酸銣并攪 拌均勻。所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP與 K6的摩爾比為1.186 : 1的比例加入。所述碳酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧 化鈦和磷酸氫二鉀的混合物的重量比為2.7%的比例加入。
2 )將制成的Rb:KTP晶體原料放入鉑或金坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再 降溫到飽合點(diǎn)；
具體為
將原料按要求進(jìn)行配比，裝入①200n50mm鉑或金坩堝，》Ov生長 爐內(nèi)，爐內(nèi)溫場(chǎng)以l~10°C/10cm為宜，以100。C/小時(shí)升溫到1000°C恒溫 并攪拌24小時(shí)，將溶液降溫到飽和點(diǎn)。
反應(yīng)的方程式與實(shí)施例2相同
由于同時(shí)生成的RbTiOP04和KTiOP04可以無限混溶，形成了成分 均一的Rb:KTP晶體。
3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。具體為
適當(dāng)引入籽晶，以10~60轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)坩堝或籽晶，以 rC/100h l。C/10h速度緩慢降溫，經(jīng)過2~6個(gè)月的生長得到晶體。
在700到980°C范圍內(nèi)，體系的飽和點(diǎn)溫度T及溶解度a(a為KTP: K6重量比g/g)大致符合以下擬合方程
T=3128.5a3-5630.9a2+3690.3a+95.967，采用點(diǎn)籽晶或線籽晶，適當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)方式及降溫工藝，經(jīng)過近60天的生長，生長出40x30x30mm,重量 達(dá)到80克左右的優(yōu)質(zhì)Rb:KTP晶體，用該晶體加工的器件具有低電導(dǎo)率、 抗灰跡Rb:KTP晶體生長，Z向電導(dǎo)率可達(dá)到10力S/cm,經(jīng)測(cè)試完全滿足 電光晶體和倍頻抗灰跡應(yīng)用要求。
實(shí)施例4:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的方 法，包括以下步驟
1 )在以K6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入碳酸銣并攪拌均 勻，制成Rb:KTP晶體原料；
具體步驟為
在磷酸二氬鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物中加入碳酸銣并攪 拌均勻。所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP與 K6的摩爾比為1 : 1的比例加入。所述碳酸銣按與磷酸二氬鉀、二氧化 鈦和磷酸氫二鉀的混合物的重量比為5%的比例加入。
2 )將制成的Rb:KTP晶體原料放入鉑或金坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再 降溫到飽合點(diǎn)；
具體為
將原料按要求進(jìn)行配比，裝入。200n50mm鉑或金坩堝，方Ov生長 爐內(nèi)，爐內(nèi)溫場(chǎng)以l~10°C/10cm為宜，以100。C/小時(shí)升溫到IOO(TC恒溫 并攪拌24小時(shí)，將溶液降溫到飽和點(diǎn)。
反應(yīng)的方程式與實(shí)施例相同
由于同時(shí)生成的RbTiOP04和KTiOP04可以無限混溶，形成了成分 均一的Rb:KTP晶體。
3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。具體為
適當(dāng)引入籽晶，以10-60轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)坩堝或籽晶，以
rc/iooh rc/ioh速度緩慢降溫，經(jīng)過2~6個(gè)月的生長得到晶體。
在700到980。C范圍內(nèi)，體系的飽和點(diǎn)溫度T及溶解度a(a為KTP: K6重量比g/g)大致符合以下擬合方程
T=3128.5a3-5630.9a2+3690.3a+95.967,采用點(diǎn)籽晶或線籽晶，適當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)方式及降溫工藝，經(jīng)過近60天的生長，生長出40x30x30mm,重量 達(dá)到80克左右的優(yōu)質(zhì)Rb:KTP晶體，用該晶體加工的器件具有低電導(dǎo)率、 抗灰跡Rb:KTP晶體生長，Z向電導(dǎo)率可達(dá)到l(T9S/cm，經(jīng)測(cè)試完全滿足 電光晶體和倍頻抗灰跡應(yīng)用要求。
實(shí)施例5:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的方 法，包括以下步驟
1 )在以K6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入硝酸銣并攪拌均勻， 制成Rb:KTP晶體原料； 具體步驟為
在磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物中加入硝酸銣并攪 拌均勻。所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP與 K6的摩爾比為1.345 : 1的比例加入(此為最佳比例)。所述硝酸銣按與 磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氬二鉀的混合物的重量比為0.5%的比例加 入。
2)將制成的Rb:KTP晶體原料放入鉑或金坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再降溫 到飽合點(diǎn)； 具體為
將原料4安要求進(jìn)行配比，裝入0>200* 150mm鉑或金坩堝，放入生長 爐內(nèi)，爐內(nèi)溫場(chǎng)以l~10°C/10cm為宜，以100。C/小時(shí)升溫到1000。C恒溫 并攪拌24小時(shí)，將溶液降溫到飽和點(diǎn)。
反應(yīng)的方程式具體包括
KH2P04+Ti02-KTiOP04+H20 (生成KTP)
2KH2P04+2K2HP04-1^4013+31120 (生成K6)4RbN03-2Rb20+4N02+02
部分KH2P04和K2HP04加熱分解為
2KH2P04-K20+P205+2H20
2K2HP04-2K20+P205+H20
與Rb20發(fā)生以下反應(yīng)合成RbTiOP04及Rb6P4013:
P205+Rb20+2Ti02-2RbTiOP04
2P205+3Rb20-Rb6P4013
由于同時(shí)生成的RbTiOP04和KTiOP04可以無限混溶，形成了成分 均一的Rb:KTP晶體。
3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。 具體為
適當(dāng)引入軒晶，以10~60轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)坩堝或籽晶，以 1 °C/100h~l°C/10h速度緩慢降溫，經(jīng)過2~6個(gè)月的生長得到晶體。
在700到980°C范圍內(nèi)，體系的飽和點(diǎn)溫度T及溶解度a(a為KTP: K6重量比g/g)大致符合以下擬合方程
T=3128.5a3-5630.9a2+3690.3a+95.967，采用點(diǎn)籽晶或線籽晶，適當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)方式及降溫工藝，經(jīng)過近60天的生長，生長出40x30x30mm,重量 達(dá)到80克左右的優(yōu)質(zhì)Rb:KTP晶體，用該晶體加工的器件具有低電導(dǎo)率、 抗灰跡Rb:KTP晶體生長，Z向電導(dǎo)率可達(dá)到l(T9S/cm，經(jīng)測(cè)試完全滿足 電光晶體和倍頻抗灰跡應(yīng)用要求。
實(shí)施例6:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的方 法，包括以下步驟:
1)在以K 6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入硝酸銣并攪拌均勻， 制成Rb:KTP晶體原料； 具體步驟為
在磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的混合物中加入硝酸銣并攪 拌均勻。所述磷酸二氬鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP與 K6的摩爾比為2 : 1的比例加入。所述硝酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧化 鈦和磷酸氫二鉀的混合物的重量比為1.4%的比例加入。2)將制成的Rb:KTP晶體原料放入鉑或金坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再降溫 到飽合點(diǎn)； 具體為
將原料按要求進(jìn)行配比，裝入O200"50mm鉑或金坩堝，放入生長 爐內(nèi)，爐內(nèi)溫場(chǎng)以1 10。C/10cm為宜，以100。C/小時(shí)升溫到1000。C恒溫 并攪拌24小時(shí)，將溶液降溫到飽和點(diǎn)。
反應(yīng)的方程式與實(shí)施例5相同；
由于同時(shí)生成的RbTiOP04和KTiOP04可以無限混溶，形成了成分 均一的Rb:KTP晶體。
3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。 具體為
適當(dāng)引入籽晶，以10~60轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)坩堝或籽晶，以
rc/iooh rc/ioh速度緩慢降溫，經(jīng)過2~6個(gè)月的生長得到晶體。
在700到980。C范圍內(nèi)，體系的飽和點(diǎn)溫度T及溶解度a(a為KTP: K6重量比g/g)大致符合以下擬合方程
T=3128.5a3-5630.9a2+3690.3a+95.967,采用點(diǎn)籽晶或線籽晶，適當(dāng)?shù)?旋轉(zhuǎn)方式及降溫工藝，經(jīng)過近60天的生長，生長出40x30x30mm,重量 達(dá)到80克左右的優(yōu)質(zhì)Rb:KTP晶體，用該晶體加工的器件具有低電導(dǎo)率、 抗灰跡Rb:KTP晶體生長，Z向電導(dǎo)率可達(dá)到10力S/cm,經(jīng)測(cè)試完全滿足 電光晶體和倍頻抗灰跡應(yīng)用要求。
實(shí)施例7:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的方 法，包括以下步驟
1 )在以K 6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入硝酸銣并攪拌均勻，
制成Rb:KTP晶體原料； 具體步驟為
在磷酸二氫鉀、二氧化鈥和磷酸氫二鉀的混合物中加入硝酸銣并攪 拌均勻。所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成KTP與 K6的摩爾比為0.7 : 1的比例加入。所述硝酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧化 4太和磷酸氫二^t甲的混合物的重量比為3%的比例加入。2)將制成的RkKTP晶體原料放入鉑或金坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再降溫 到飽合點(diǎn)； 具體為
將原料按要求進(jìn)行配比，裝入O)200"50mm鉑或金坩堝，放入生長 爐內(nèi)，爐內(nèi)溫場(chǎng)以1 10。C/10cm為宜，以100。C/小時(shí)升溫到1000。C恒溫 并攪拌24小時(shí)，將溶液降溫到飽和點(diǎn)。
反應(yīng)的方程式與實(shí)施例5相同；
由于同時(shí)生成的RbTiOP04和KTiOP04可以無限混溶，形成了成分 均一的Rb:KTP晶體。
3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。 具體為
適當(dāng)引入籽晶，以10~60轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)坩堝或籽晶，以
rc/iooh rc/ioh速度緩慢降溫，經(jīng)過2~6個(gè)月的生長得到晶體。
在700到980°C范圍內(nèi)，體系的飽和點(diǎn)溫度T及溶解度a(a為KTP: K6重量比g/g)大致符合以下擬合方程
T=3128.5a3-5630.9a2+3690.3a+95.967，采用點(diǎn)籽晶或線軒晶，適當(dāng)?shù)?;爽轉(zhuǎn)方式及降溫工藝，經(jīng)過近60天的生長，生長出40x30x30mm，重量 達(dá)到80克左右的優(yōu)質(zhì)Rb:KTP晶體，用該晶體加工的器件具有低電導(dǎo)率、 抗灰跡Rb:KTP晶體生長，Z向電導(dǎo)率可達(dá)到10力S/cm，經(jīng)測(cè)試完全滿足 電光晶體和倍頻抗灰跡應(yīng)用要求。
權(quán)利要求
1. 一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體，其特征在于，所述晶體的化學(xué) 式為RbxKd-x)TiOP04 , 0.01<x<0.1，其晶胞結(jié)構(gòu)與普通KTP相同。
2. —種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法，其特征在于包括以 下步驟1 )在以K 6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入氧化銣并攪拌均 勻，制成Rb:KTP晶體原料；2 )將制成的Rb:KTP晶體原料放入坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再降溫到飽 合點(diǎn)；3 )向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述步驟l)具體為在磷酸二氬鉀、二氧化鈦和磷酸 氫二鉀的混合物中加入氧化銣并攪拌均勻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀按反應(yīng)后生成 KTP與K6的摩爾比為0.7~2的比例加入。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述氧化銣按與磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氫二鉀的 混合物的重量比為0.8 %~ 4%的比例加入。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述氧化銣可通過在磚酸二氫鉀、二氧化鈥和磷酸氫二 鉀的混合物中加入-友酸楊或硝酸銣加熱后制得。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求6所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述碳酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧化鈦和磷酸氬二鉀的 混合物的重量比為1% 5%的比例加入。
8. 賴4居權(quán)利要求6所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法，其特征在于，所述硝酸銣按與磷酸二氫鉀、二氧化鈥和磷酸氫二鉀的混合物的重量比為0.5%~3%的比例加入。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述坩堝為鉑坩堝或金坩堝。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法， 其特征在于，所述籽晶為點(diǎn)籽晶或線籽晶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體，所述晶體的化學(xué)式為Rb_xK_(1-x)TiOPO₄，0.01＜x＜0.1。本發(fā)明還公開了一種低電導(dǎo)率、抗灰跡Rb:KTP晶體的制備方法，包括以下步驟在以K6作助熔劑的生長KTP的原料體系中加入氧化銣并攪拌均勻，制成Rb:KTP晶體原料；將制成的Rb:KTP晶體原料放入坩堝中進(jìn)行加熱熔化后再降溫到飽合點(diǎn)；向熔化的原料中加入籽晶使Rb:KTP晶體沿籽晶生長。本發(fā)明公開的Rb:KTP晶體與KTP晶體相比，具有很低的電導(dǎo)率，能夠滿足作為電光器件的電導(dǎo)率要求，在高電場(chǎng)作用下不會(huì)使晶體變黑變性而損壞；晶體的吸收系數(shù)比較穩(wěn)定，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試具有很好的抗灰跡性能。
文檔編號(hào)C30B29/22GK101311356SQ200810105498
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者何庭秋, 尹利君, 師瑞澤, 忠 王, 王國影, 肖亞波, 胡永嵐, 葛世艷, 高山虎 申請(qǐng)人:爍光特晶科技有限公司