Ba_1-XSr_XB₂O₄（x=0.001～0.23）紫外双折射晶体生长及其机理研究

【作者】 王国富； 张莉珍； 王国建； 黄溢声；

【机构】 中国科学院福建物质结构研究所；

【摘要】 高温相硼酸钡BaB2O4晶体是一种紫外双折射晶体,因其具有独特的紫外透明度、良好的机械性能,可广泛应用在Glan-Taylor,Glan-laser偏振器,尤其是在高功率的紫外偏振器中具有巨大的应用潜力。由于硼酸钡晶体存在着高温相硼酸钡和低温相硼酸钡两种同质异构体,两相之间的相转变温度为925±5℃,在晶体生长的降温过程中容易发生相变,难以得到无裂纹的,质量完好的晶体。因此要生长大尺寸、质量优良、无裂缝的紫外双折射晶体是及其困难的。我们采用提拉法在BaB2O4晶体中掺入Sr2+离子,生长出尺寸为φ55×50mm3的Ba1-XSrXB2O4(x=0.001-0.23)紫外双折射晶体,并研究了其透过光谱和双折射性能,研究表明掺入Sr2+离子后,形成Ba1-XSrXB2O4固溶体,它即保持了原有高温相BaB2O4晶体结构,又保持了高温相BaB2O4晶体优良的紫外双折射性能。同时表明:Sr2+离子作为化学稳定剂,在高温相硼酸钡BaB2O4晶体中掺入Sr2+离子后可将高温相硼酸钡BaB2O4晶体稳定到室温下。这个结果产生了一个令人感兴趣的科学问题,为什么Sr2+离子可将高温相硼酸钡BaB2O4晶体稳定到室温下?如何选择一个化学稳定剂将所需要的高温相晶体稳定到室温?本论文进一步探讨了化学稳定剂如何将高温相稳定到室温的机理,并总结出一个"经验函数关系式"。对其它高温相晶体材料的生长,应用该"经验函数关系式"有助于选择合适的化学稳定剂将所需要的高温相晶体稳定到室温。更多还原