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化合物硼酸铯锌及硼酸铯锌非线性光学晶体和制备方法及用途

阅读：906发布：2020-10-02

专利汇可以提供化合物硼酸铯锌及硼酸铯锌非线性光学晶体和制备方法及用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种化合物硼酸铯锌及硼酸铯锌非线性光学晶体和制备方法及用途，该化合物硼酸铯锌的化学式为Cs3Zn6B9O21，分子量1224.24，化合物硼酸铯锌非线性光学晶体的化学式为Cs3Zn6B9O21，分子量1224.24，属正交晶系，空间群Cmc21，晶胞参数为其粉末倍频效应达到KDP(KH2PO4)的3倍，化合物硼酸铯锌采用固相反应法合成；硼酸铯锌非线性光学晶体采用高温熔液法生长，该硼酸铯锌非线性光学晶体机械硬度大，易于切割、抛光加工和保存，在制备倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器等非线性光学器件中得到广泛应用。，下面是化合物硼酸铯锌及硼酸铯锌非线性光学晶体和制备方法及用途专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种化合物硼酸铯锌，其特征在于该化合物的化学式为Cs3Zn6B9O21，分子量
1224.24，采用固相反应法合成化合物。
2.一种化合物硼酸铯锌非线性光学晶体，其特征在于该晶体的化学式为
Cs3Zn6B9O21，分子量1224.24，不具有对称中心，属正交晶系，空间群Cmc21，晶胞参数为 Z ＝ 4，
3.根据权利要求2所述的化合物硼酸铯锌非线性光学晶体的制备方法，其特征在于采用固相反应法合成化合物及高温熔液法生长硼酸铯锌非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将硼酸铯锌化合物单相多晶粉末与助熔剂混合均匀，以温度1-30℃/h的升温速率将其加热至温度650-1000℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至温度500-800℃，其中硼酸铯锌化合物单相多晶粉末与助熔剂的摩尔比为1∶1-10；
或直接将含铯化合物、含锌化合物和硼酸与助熔剂混合均匀，以温度1-30℃/h的
升温速率将其加热至温度650-1000℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至温度
500-800℃，其中含铯化合物、含锌化合物和硼酸与助熔剂的摩尔比为3∶6∶9∶1-10；
b、制备硼酸铯锌籽晶：将步骤a得到的混合熔液以温度0.5-10℃/h的速率缓慢降至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；
c、将盛有步骤a制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将步骤b得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，先预热籽晶5-60分钟，将籽晶下至接触混合熔液液面或混合熔液中进行回熔，恒温5-60分钟，以温度1-60℃/h的速率降至饱和温度；
d、再以温度0.1-5℃/天的速率缓慢降温，以0-60rpm转速旋转籽晶杆进行晶体的生长，待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离混合熔液表面，并以温度1-80℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可得到硼酸铯锌非线性光学晶体。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于步骤a所述硼酸铯锌中含铯化合物为Cs2O、CsF、CsCl、Cs2CO3、CsNO3、CsOH、Cs2C2O4·H2O或Cs2C2H3O2，含锌化合物为ZnO、Zn(NO3)2、ZnCO3、ZnC2H3O2、Zn(OH)2或ZnCl2含硼化合物为H3BO3或B2O3。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于步骤a所述助熔剂为Cs2O-B2O3、Cs2O-PbO、CsF-B2O3、CsF-PbO、B2O3-PbO或B2O3-PbO-Cs2O。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于助熔剂Cs2O-B2O3体系中Cs2O与B2O3的摩尔比为1-3∶2-5；Cs2O-PbO体系中Cs2O与PbO摩尔比为1-3∶3-6；CsF-B2O3体系中CsF与B2O3的摩尔比为1-6∶2-5；CsF-PbO体系中CsF与PbO摩尔比为1-6∶3-6；H3BO3-PbO体系中Cs2O与PbO摩尔比为2-5∶1-3；B2O3-PbO-Cs2O体系中B2O3、Cs2O与PbO摩尔比为
2-5∶1-6∶3-8。
7.根据权利要求2所述的硼酸铯锌非线性光学晶体的用途，其特征在于，该硼酸铯锌非线性光学晶体用于制备倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器。

说明书全文

化合物硼酸铯锌及硼酸铯锌非线性光学晶体和制备方法及

用途

技术领域

[0001] 本发明涉及化学式为Cs3Zn6B9O21的化合物硼酸铯锌及硼酸铯锌非线性光学晶体，晶体的制备方法和利用该晶体制作的非线性光学器件。

背景技术

[0002] 非线性光学晶体材料是重要的光电信息功能材料之一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础，在信息、能源、工业制造、医学、科研、军事等领域具有广泛的应用前景和巨大的应用价值。世界各发达国家都将新型非线性光学晶体材料的研究放在优先发展的位置，并作为一项重要战略措施列入各个国家的研究计划中。

[0003] 硼酸盐晶体由于其带隙较大，双光子吸收概率小，激光损伤阈值较高，利于获得较0 10
强的非线性光学效应，是新型紫外非线性光学晶体的理想选择。而d，d 等的过渡金属阳离子引入到硼酸盐中可以进一步增大倍频效应。因此，过渡金属硼酸盐的合成将是设计大倍频效应紫外非线性光学材料的有效手段。

发明内容

[0004] 本发明目的在于提供一种化合物硼酸铯锌，及硼酸铯锌非线性光学晶体，化学式均为Cs3Zn6B9O21。

[0005] 本发明另一目的在于提供采用固相反应法合成化合物及高温熔液法生长硼酸铯锌非线性光学晶体的制备方法。

[0006] 本发明再一个目的是提供一种硼酸铯锌非线性光学器件的用途，用于制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器。

[0007] 本发明所述的一种化合物硼酸铯锌，该化合物的化学式为Cs3Zn6B9O21，分子量1224.24，采用固相反应法合成化合物。

[0008] 一种化合物硼酸铯锌非线性光学晶体，该晶体化学式为Cs3Zn6B9O21，分子量1224.24，不具有对称中心，属正交晶系，空间群Cmc21，晶胞参数为Z＝4，其粉末倍频效应达到KDP(KH2PO4)的3倍。

[0009] 所述的硼酸铯锌非线性光学晶体的制备方法，采用固相反应法合成化合物及高温熔液法生长硼酸铯锌非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：

[0010] a、将硼酸铯锌化合物单相多晶粉末与助熔剂均匀混合，以温度1-30℃/h的升温速率将其加热至温度650-1000℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至温度500-800℃，其中硼酸铯锌化合物单相多晶粉末与助熔剂的摩尔比为1∶1-6；

[0011] 或直接将含铯化合物、含锌化合物和硼酸与助熔剂混合均匀，以温度1-30℃/h的升温速率将其加热至温度650-1000℃，恒温5-80小时，得到混合熔液，再降温至温度500-800℃，其中含铯化合物、含锌化合物和硼酸与助熔剂的摩尔比为
1-2∶2-4∶3-6∶1-18；

[0012] b、制备硼酸铯锌籽晶：将步骤a得到的混合熔液以温度3-10℃/h的速率缓慢降至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0013] c、将盛有步骤a制得的混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中，将步骤b得到的籽晶固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，先预热籽晶5-60分钟，将籽晶下至接触混合熔液液面或混合熔液中进行回熔，恒温5-60分钟，以温度1-60℃/h的速率降至饱和温度；

[0014] d、再以温度0.1-5℃/天的速率缓慢降温，以0-60rpm转速旋转籽晶杆进行晶体的生长，待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离混合熔液表面，并以温度1-80℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可得到硼酸铯锌非线性光学晶体。

[0015] 步骤a所述的硼酸铯锌中含铯化合物为Cs2O、CsF、CsCl、Cs2CO3、CsNO3、CsOH、Cs2C2O4·H2O或Cs2C2H3O2，含锌化合物为ZnO、Zn(NO3)2、ZnCO3、ZnC2H3O2、Zn(OH)2或ZnCl2含硼化合物为H3BO3或B2O3。

[0016] 步骤a所述助熔剂为Cs2O-B2O3、Cs2O-PbO、CsF-B2O3、CsF-PbO、B2O3-PbO 或B2O3-PbO-Cs2O。

[0017] 助熔剂Cs2O-B2O3体系中Cs2O与B2O3的摩尔比为1-3∶2-5；Cs2O-PbO体系中Cs2O与PbO摩尔比为1-3∶3-8；CsF-B2O3体系中CsF与B2O3的摩尔比为1-6∶2-5；CsF-PbO体系中CsF与PbO摩尔比为1-6∶3-8；B2O3-PbO体系中B2O3与PbO摩尔比为2-5∶3-8；B2O3-PbO-Cs2O体系中B2O3、Cs2O与PbO摩尔比为2-5∶1-6∶3-8。

[0018] 所述的硼酸铯锌非线性光学晶体的用途，该硼酸铯锌非线性光学晶体用于制备倍频发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器。

[0019] 本发明提供的硼酸铯锌化合物，其化学式为Cs3Zn6B9O21，其采用固相反应法按下列化学反应式制备硼酸铯锌化合物：

[0020] (1)3Cs2CO3+12ZnO+18H3BO3→2Cs3Zn6B9O21+3CO2↑+27H2O↑

[0021] (2)6CsNO3+12ZnO+18H3BO3→2Cs3Zn6B9O21+6NO2↑+27H2O↑+3O2↑[0022] (3)6CsHCO3+12ZnO+18H3BO3→2Cs3Zn6B9O21+6CO2↑+27H2O↑

[0023] (4)3Cs2CO3+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+3CO2↑

[0024] (5)6CsNO3+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+6NO2↑+3O2↑

[0025] (6)6CsHCO3+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+6CO2↑+3H2O↑

[0026] (7)3Cs2C2O4+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+2CO2↑+4CO↑

[0027] (8)6CsCl+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+3Cl2↑

[0028] 所获晶体具有比较宽的透光波段，硬度较大，机械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等优点。采用本发明所述方法获得的化合物硼酸铯锌非线性光学晶体制成的非线性光学器件，在室温下，用Nd:YAG调Q 激光器作光源，入射波长为1064nm的红外光，输出波长为532nm的绿色激光，激光强度相当于KDP(KH2PO4)的3倍。附图说明

[0029] 图1为本发明Cs3Zn6B9O21粉末的x-射线衍射图。

[0030] 图2为本发明Cs3Zn6B9O21晶体制作的非线性光学器件的工作原理图，其中1为激光器，2为发出光束，3为Cs3Zn6B9O21晶体，4为出射光束，5为滤波片。

具体实施方式

[0031] 以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明：

[0032] 实施例1：

[0033] 按反应式：3Cs2CO3+12ZnO+18H3BO3→2Cs3Zn6B9O21+3CO2↑+27H2O↑合成Cs3Zn6B9O21化合物：

[0034] 将Cs2CO3、ZnO、H3BO3按摩尔比1∶4∶6称取放入研钵中，混合并仔细研磨，然后装入Φ100mm×100mm的开口刚玉坩埚中，放入马弗炉中，缓慢升温至300℃，恒温24小时，冷却至室温，取出经第二次研磨之后放入马弗炉中，再升温至750℃，恒温24小时，冷却至室温，取出经第三次研磨后放入马弗炉中，再在750℃恒温48小时，取出经研磨制得硼酸铯锌化合物单相多晶粉末，对该产物进行X射线分析，所得X射线谱图与硼酸铯锌Cs3Zn6B9O21单晶结构得到的X射线谱图是一致的；

[0035] 将得到的硼酸铯锌Cs3Zn6B9O21化合物单相多晶粉末与助熔剂CsF-H3BO3按摩尔比Cs3Zn6B9O21∶CsF-B2O3＝1∶3，其中CsF与B2O3的摩尔比为3∶5，进行混配，装入Φ80mm×80mm的开口铂金坩埚中，以温度30℃/h的升温速率将其加热至750℃，恒温15小时，得到混合熔液，再降温至650℃；

[0036] 以温度0.5℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0037] 在化合物熔液中生长晶体：将获得的Cs3Zn6B9O21籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶10分钟，浸入液面中，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温30分钟，快速降温至饱和温度650℃；

[0038] 再以温度2℃/天的速率降温，以10rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长结束后，使晶体脱离液面，以温度10℃/小时的速率降至室温，即可获得尺寸为56mm×40mm×30mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0039] 反应式中的原料碳酸铯可以用氧化铯或硝酸铯或草酸铯或氢氧化铯或碳酸氢铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，硼酸可由氧化硼替换。

[0040] 实施例2：

[0041] 按反应式：6CsNO3+12ZnO+18H3BO3→2Cs3Zn6B9O21+6NO2↑+27H2O↑+3O2↑合成Cs3Zn6B9O21化合物：

[0042] 将CsNO3、ZnO、H3BO3按摩尔比1∶2∶3直接称取原料，将称取的原料与助熔剂Cs2O-B2O3按摩尔比1∶4进行混配，其中Cs2O与B2O3的摩尔比为3∶5，装入Φ80mm×80mm的开口铂金坩埚中，升温至温度800℃，恒温60小时，得到混合熔液，在冷却降温至温度650℃；

[0043] 以温度1.5℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0044] 将获得的Cs3Zn6B9O21籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶10分钟，浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温30分钟，快速降温至饱和温度600℃；

[0045] 再以温度1℃/天的速率缓慢降温，不旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺度后，将晶体提离熔液表面，以温度20℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为36mm×22mm×15mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0046] 反应式中的原料硝酸铯可以用氧化铯或碳酸铯或草酸铯或氢氧化铯或碳酸氢铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，硼酸可由氧化硼替换。

[0047] 实施例3：

[0048] 按反应式：6CsHCO3+12ZnO+18H3BO3 → 2Cs3Zn6B9O21+6CO2 ↑ +27H2O↑ 合成Cs2(HCO3)2化合物：

[0049] 将Cs2(HCO3)2、ZnO、H3BO3按摩尔比1∶2∶3直接称取原料，将称取的原料与助熔剂CsF-PbO按摩尔比1∶3，进行混配，其中CsF与PbO摩尔比为3∶1，装入Φ80mm×80mm的开口铂坩埚中，升温至温度780℃，恒温60小时，得到混合熔液，再降至温度620℃；

[0050] 以温度3.5℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0051] 将获得的Cs3Zn6B9O21籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶15分钟，浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温30分钟，快速降温至饱和温度615℃；

[0052] 再以温度3℃/天的速率缓慢降温，以5rpm的转速旋转籽晶坩埚，待晶体生长到所需尺度后，将晶体提离熔液表面，以温度1℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为25mm×24mm×10mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0053] 反应式中的原料碳酸氢铯可以用碳酸铯或硝酸铯或草酸铯或氢氧化铯或氧化铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，硼酸可由氧化硼替换。

[0054] 实施例4：

[0055] 按反应式：3Cs2CO3+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+3CO2↑合成Cs3Zn6B9O21化合物：

[0056] 将Cs2CO3、ZnO、B2O3按摩尔比1∶4∶3直接称取原料，将称取的原料与助熔剂B2O3-PbO按摩尔比1∶3进行混配，其中B2O3与PbO摩尔比为5∶1，装入Φ80mm×80mm的开口铂坩埚中，升温至温度750℃，恒温80小时，得到混合熔液，再降至温度615℃；

[0057] 以温度5℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0058] 将获得的Cs3Zn6B9O21籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶20分钟，浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温5分钟，快速降温至饱和温度600℃；

[0059] 然后以温度3℃/天的速率缓慢降温，以15rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺度后，将晶体体离熔液表面，以温度15℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为35mm×25mm×20mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0060] 反应式中的原料氧化铯可以用碳酸铯或硝酸铯或草酸铯或氢氧化铯或碳酸氢铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，氧化硼可由硼酸替换。

[0061] 实施例5

[0062] 按反应式：6CsNO3+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+6NO2↑+3O2↑合成Cs3Zn6B9O21化合物；

[0063] 将CsNO3、ZnO、B2O3按摩尔比2∶4∶3直接称取原料，将称取的原料与助熔剂CsF-PbO按摩尔比1∶2进行混配，其中CsF与PbO摩尔比为5∶1装入Φ80mm×80mm的开口铂坩埚中，升温至温度760℃，恒温80小时，得到混合熔液，再降至温度650℃；

[0064] 以温度10℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0065] 将获得的籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶25分钟，部分浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温25分钟，快速降温至饱和温度615℃；

[0066] 再以温度5℃/天的速率降温，以30rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺度后，将晶体提离熔液表面，以温度35℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为22mm×32mm×20mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0067] 反应式中的原料硝酸铯可以用碳酸氢铯或碳酸铯或草酸铯或氢氧化铯或氧化铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，氧化硼可由硼酸替换。

[0068] 实施例6

[0069] 按反应式：6CsHCO3+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+6CO2↑+3H2O↑合成Cs3Zn6B9O21化合物：

[0070] 将CsHCO3、ZnO、B2O3按摩尔比2∶4∶3直接称取原料，将称取的原料与助熔剂CsF-PbO按摩尔比1∶3进行混配，其中CsF与PbO摩尔比为5∶1，装入Φ80mm×80mm的开口铂坩埚中，升温至温度800℃，恒温5小时得到混合熔液，再降至温度620℃；

[0071] 以温度4.0℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0072] 将获得的Cs3Zn6B9O21籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶20分钟，浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温25分钟，快速降温至饱和温度605℃；

[0073] 然后以温度3℃/天的速率降温，以50rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺度后，将晶体体离熔液表面，以温度70℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为22mm×21mm×16mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0074] 反应式中的原料碳酸氢铯可以用碳酸铯或氢氧化铯或草酸铯或硝酸铯或氧化铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，氧化硼可由硼酸替换；

[0075] 实施例7

[0076] 按反应式：3Cs2C2O4+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+2CO2↑+4CO↑合成Cs3Zn6B9O21化合物：

[0077] 将Cs2C2O4、ZnO、B2O3按摩尔比1∶4∶3放入研钵中，混合并仔细研磨，然后装入Φ100mm×100mm的开口刚玉坩埚中，将其压紧，放入马弗炉中，缓慢升温至温度500℃，恒温4小时，待冷却后取出坩埚，此时样品较疏松，接着取出样品重新研磨均匀，再置于坩埚中，在马弗炉内于温度750℃又恒温48小时，将其取出，放入研钵中捣碎研磨即得Cs3Zn6B9O21化合物，对该产物进行X射线分析，所得X射线谱图与硼酸铯锌Cs3Zn6B9O21单晶结构得到的X射线谱图是一致的；、

[0078] 将合成的Cs3Zn6B9O21化合物与助熔剂Cs2O-PbO按摩尔比1∶3进行混配，其中Cs2O与PbO摩尔比为5∶1，装入Φ80mm×80mm的开口铂坩埚中，升温至温度900℃，恒温50小时得到混合熔液，再降至温度750℃；

[0079] 以温度4.0℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0080] 将获得的Cs3Zn6B9O21籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶20分钟，浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温25分钟，降温至饱和温度715℃；

[0081] 然后以温度2℃/天的速率降温，以28rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺度后，将晶体体离熔液表面，以温度25℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为30mm×22mm×15mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0082] 反应式中的原料草酸铯可以用碳酸铯或氢氧化铯或碳酸氢铯或硝酸铯或氧化铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，氧化硼可由硼酸替换；

[0083] 实施例8

[0084] 按反应式：6CsCl+12ZnO+9B2O3→2Cs3Zn6B9O21+3Cl2↑合成Cs3Zn6B9O21化合物：

[0085] 将CsCl、ZnO、B2O3按摩尔比2∶4∶3放入研钵中，将称取的原料与助熔剂H3BO3-Cs2O-PbO按摩尔比1∶1进行混配，其中B2O3、Cs2O与PbO摩尔比为6∶3∶4，装入Φ80mm×80mm的开口铂坩埚中，升温至温度760℃，恒温80小时，得到混合熔液，再降至温度650℃；

[0086] 以温度10℃/h的速率缓慢降温至室温，自发结晶获得硼酸铯锌籽晶；

[0087] 将获得的籽晶固定于籽晶杆上从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合熔液表面上预热籽晶25分钟，部分浸入液面下，使籽晶在混合熔液中进行回熔，恒温25分钟，快速降温至饱和温度615℃；

[0088] 再以温度5℃/天的速率降温，以30rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长到所需尺度后，将晶体提离熔液表面，以温度35℃/h速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为22mm×32mm×20mm的Cs3Zn6B9O21晶体。

[0089] 反应式中的原料氯化铯可以用碳酸铯或氢氧化铯或草酸铯或硝酸铯或氧化铯替换，氧化锌可以用碳酸锌或硝酸锌或草酸锌或氢氧化锌或氯化锌替换，氧化硼可由硼酸替换；

[0090] 实施例9

[0091] 将实施例1-8所得任意的Cs3Zn6B9O21晶体按相匹配方向加工一块尺寸5mm×5mm×6mm的倍频器件，按附图2所示安置在3的位置上，在室温下，用调Q Nd:YAG激光器作光源，入射波长为1064nm，由调Q Nd:YAG激光器1发出波长为1064nm的红外光束
2射入Cs3Zn6B9O21单晶3，产生波长为532nm的绿色倍频光，输出强度为同等条件KDP的5倍，出射光束4含有波长为1064nm的红外光和532nm的绿光，经滤波片5滤去后得到波长为532nm的绿色激光。

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