一种四水硫酸铯钇紫外双折射晶体以及其制备方法

1.本发明涉及一种csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体以及其制备方法。


背景技术：

2.晶体的双折射光学效应是指：晶体折射率各向异性的大小，即晶体的折射率在不同的坐标方向上的差值。当一束光波从各向同性介质投射到晶体界面上，一般会产生二束折射光束，这种现象称为双折射。晶体的双折射是光电功能材料的重要光学性能参数，双折射率的大小是双折射晶体材料的最本征指标。双折射可以有效地调制偏振光和满足相位匹配条件。传统上，对具有足够双折射的光学材料的研究主要集中在具有高微观极化各向异性的含π共轭阴离子基团的化合物上。
3.利用平面的[bo3]
3-无机基团产生了许多优良的双折射紫外光材料，如α-bab2o
4 (0.122@532nm)，kbe2bo3f
2 (0.088@400nm)，li4sr(bo3)
2 (0.056@532nm)。以上晶体材料均用高温熔液法获得，生长周期长、设备要求高、费用高，不利于批量生产。而本发明涉及的csy(so4)2·
4h2o可以用简单的室温溶液法制备，生长周期短、费用低、环境友好，有利于商业大批量生产。
[0004]
具有非共轭基的磷酸盐因其在深紫外区具有良好的透明窗口而受到重视。不幸的是，大多数报道的磷酸盐的双折射值很小，在0.031以下。
[0005]
由于短吸收边和大双折射之间的矛盾，目前商用的大双折射深紫外(λ《200 nm)光学材料尚不多见。因此，探索综合性能优异的深紫外透光率的双折射晶体材料仍然是迫切而必要的。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体及其制备方法。
[0007]
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明第一个要保护的是一种csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体的制备方法，其可以是采用水溶液蒸发法制备csy(so4)2·
4h2o晶体。
[0008]
具体步骤为：将y2(so4)3·
8h2o 和cs2so4按照化学计量比称重，然后溶解在去离子水中，不断搅拌，直到得到清澈的溶解液。将含有上述溶液的烧杯用带小孔的保鲜膜密封，以防止灰尘，然后放入30℃的烘箱中。3天后，在容器底部可以发现无色的块状晶体，即为csy(so4)2·
4h2o晶体。
[0009]
本发明第二个要保护的是所述csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体，csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体属于单斜晶系p21/c空间群，每个yo9多面体与四个so4四面体相连。且它们通过角共享和边共享形成一条波浪形的链。cs

阳离子和h2o存在于链的周围。其晶胞参数为a=6.4821
ꢀå
，b= 19.0122
ꢀå
，c=8.7641
ꢀå
，α=γ=90.00
°
，β=93.679
°
，v=1077.85
ꢀå3，z=4。
[0010]
本发明第三个要保护的是所述csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体的用途，其可以作
为隔离器的组件使用。
[0011]
本发明的优点在于：本发明制备的晶体透明，具有生长速度较快、成本低等优点，且其呈现较大的双折射（在546nm时，为0.045），紫外截止边在200nm以下。其呈现的双折射率高于已报道的深紫外硫酸盐双折射晶体，且比大多数深紫外磷酸盐还要大。
附图说明
[0012]
图1为实施例1制备的csy(so4)2·
4h2o多晶粉末与基于csy(so4)2·
4h2o晶体结构模拟的x射线衍射对比图谱。
[0013]
图2为实施例1制备的csy(so4)2·
4h2o晶体的结构示意图。
[0014]
图3为实施例1制备的csy(so4)2·
4h2o晶体。
[0015]
图4为实施例1制备的csy(so4)2·
4h2o晶体漫反射图谱。从图4可以看出，该材料在可见光区域具有较高的反射率，当入射光波长为200nm时，反射率高达60%以上，说明其紫外截止边《200nm，可以应用在深紫外波段。
[0016]
图5为实施例1制备的csy(so4)2·
4h2o晶体作为隔离器使用的示意图，其中
①⑤
为耦合器，
②④
为双折射晶体，
③
为旋光材料。
具体实施方式
[0017]
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
[0018]
实施例1 csy(so4)2·
4h2o晶体的制备采用水溶液蒸发法进行制备，其反应方程式如下：y2(so4)3·
8h2o cs2so
4 →ꢀ
csy(so4)2·
4h2o具体操作步骤是：分别称取y2(so4)3·
8h2o (0.87g，0.002 mol)和cs2so
4 (1.464g，0.002 mol),然后溶解在去离子水中，不断搅拌，直到得到清晰的溶液。将含有上述溶液的烧杯用带小孔的保鲜膜密封，以防止灰尘，然后放入30℃的烘箱中。3天后，在容器底部可以发现无色的块状晶体，即为csy(so4)2·
4h2o晶体。
[0019]
经测试，csy(so4)2·
4h2o深紫外双折射晶体属于单斜晶系p21/c空间群，其晶体结构可以看做层状结构。结构中，每个yo9多面体与四个so4四面体和三个h2o分子相连；且它们通过共顶点或共边连接形成一条波浪形的 层。cs

阳离子和孤立的h2o存在于层的周围。其晶胞参数为a=6.4821
ꢀå
，b= 19.0122
ꢀå
，c=8.7641
ꢀå
，α=γ=90.00
°
，β=93.679
°
，v=1077.85
ꢀå3，z=4。
[0020]
将所得的csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体作漫反射光谱测试，该晶体的紫外吸收截止低于200 nm，说明该材料可以应用在深紫外波段；计算得到该晶体在546nm的双折射率为0.045。该晶体不易碎裂。
[0021]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。


技术特征：
1.一种csy(so4)2·
4h2o 紫外双折射晶体，其特征在于：所述csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体属于单斜晶系p21/c空间群，其晶胞参数为a=6.4821
ꢀå
，b= 19.0122
ꢀå
，c=8.7641
ꢀå
，α=γ=90.00
°
，β=93.679
°
，v=1077.85
ꢀå3，z=4。2.根据权利要求1所述的一种csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体的制备方法，其特征在于：原料为y2(so4)3·
8h2o 和cs2so
4 且按化学计量比混合溶解后用水溶液蒸发法制得。3.根据权利要求2所述的一种csy(so4)2·
4h2o紫外双折射晶体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将cs2so4和y2(so4)3·
8h2o按照摩尔比为1:1称重，然后溶解在去离子水中，不断搅拌，直到得到清澈的混合溶液；将含有上述混合溶液的烧杯用带小孔的保鲜膜密封，然后将此烧杯放入30 ℃的烘箱中，3天后，在烧杯底部发现无色的块状晶体，即为csy(so4)2·
4h2o晶体。4.一种如权利要求1所述的csy(so4)2·
4h2o 双折射晶体在制备光学器件中的应用。

技术总结
本发明属于光电功能材料领域，具体涉及一种四水硫酸铯钇紫外双折射晶体以及其制备方法。其是以Cs2SO4和Y2(SO4)3·


技术研发人员：沈耀国
受保护的技术使用者：闽江学院
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2022/9/6