本發(fā)明屬于雙折射晶體材料制備，具體涉及一種雙折射晶體及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、雙折射現(xiàn)象是指光束入射到各向異性的晶體時，入射光會被分解成兩束振動方向互相垂直、傳播速度不同、折射率也不等的偏振光，這兩個光線通常被稱為尋常光（o光）和非常光（e光）。能夠產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象的晶體叫雙折射晶體，它是產(chǎn)生和調(diào)制偏振光的核心材料，在光通信、偏振信息處理、光學(xué)儀器制造等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。
2、迄今為止，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千種具有雙折射性質(zhì)的晶體，其中一些已經(jīng)被大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。例如，氟化鎂、磷酸二氫鉀、釩酸釔、碳酸鈣和α-bab2o4等晶體在光通信和光學(xué)儀器制造中扮演著重要角色。其中，金屬氟化物因為通常具有較寬的透過率范圍和較好的熱穩(wěn)定性而備受關(guān)注。
3、然而，這些商業(yè)化的金屬氟化物雙折射晶體都存在著一定的缺點和局限性。首先，以氟化鎂為代表的金屬氟化物晶體存在顯著的性能缺陷。其雙折射值相對較小，導(dǎo)致在實際應(yīng)用中需要更大的晶體尺寸才能達到所需的偏振效果，這一特性嚴重制約了其在微型便攜式光通信設(shè)備中的應(yīng)用前景。其次，在熱穩(wěn)定性方面，氟化鎂與碳酸鈣等熱穩(wěn)定性較高的雙折射材料相比存在明顯不足。其在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致器件在長時間工作運行時容易出現(xiàn)損壞，降低了設(shè)備的使用壽命和可靠性。此外，高純度氟化鎂的制備工藝復(fù)雜，技術(shù)難度較大，這不僅增加了生產(chǎn)成本，也限制了其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的可行性。
4、基于以上問題，開發(fā)易于生長、制備成本低、具有較大的雙折射值、優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性以及寬廣的透過率范圍的高性能雙折射晶體已成為當(dāng)前光學(xué)材料領(lǐng)域的亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種雙折射晶體及其制備方法與應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明雙折射晶體具有雙折射率大、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且透過率范圍寬的特點。
2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、第一方面，本發(fā)明提供一種雙折射晶體，該晶體化學(xué)式為ba(snf3)2(h2o)，屬于正交晶系，空間群為 pnnm；其晶胞參數(shù)為 a=9.9~10.0??， b=17.4~17.5??， c=4.3~4.4??， ɑ= β= γ=90°。
4、第二方面，本發(fā)明提供一種雙折射晶體的制備方法，包括以下步驟：
5、將含有鋇元素的原料、物質(zhì)a和水混合得到混合物，將混合物晶化并冷卻至室溫，再經(jīng)過濾、洗滌和干燥后得到所述雙折射晶體；
6、其中，所述物質(zhì)a為氟化亞錫、氟硼酸亞錫或?qū)⒑蟹氐脑虾秃绣a元素的原料混合。
7、優(yōu)選的，所述混合物中鋇元素、氟元素和錫元素的摩爾比為（1~10）：（3~24）：3。
8、優(yōu)選的，所述含有鋇元素的原料為碳酸鋇或偏磷酸鋇。
9、優(yōu)選的，所述含有氟元素的原料為三氟乙酸。
10、優(yōu)選的，所述含有錫元素的原料為草酸亞錫。
11、優(yōu)選的，所述晶化的條件為在180?℃~230?℃下晶化不少于120h。
12、優(yōu)選的，所述冷卻至室溫的降溫速率為2℃/?h?~8℃/?h。
13、第三方面，本發(fā)明提供一種雙折射晶體在制備光學(xué)偏振器件領(lǐng)域的應(yīng)用。
14、優(yōu)選的，所述光學(xué)偏振器件為偏振棱鏡或光纖偏振器。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
16、本發(fā)明所述的ba(snf3)2(h2o)雙折射晶體雙折射率高達0.33?(@546?nm)，體現(xiàn)了顯著的光學(xué)各向異性，適合用于高性能光學(xué)器件；其次，晶體具有3.77?ev的寬帶隙，紫外截止邊為328?nm，使其能夠高效透過紫外光，適用于紫外波段的光學(xué)應(yīng)用；此外，晶體的光譜透過范圍覆蓋2.5~13.3?μm，從紫外到中紅外波段均表現(xiàn)出優(yōu)異的透過性能，滿足寬波段光學(xué)器件的需求，在光學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。
17、進一步，本發(fā)明采用水熱合成法即可實現(xiàn)高產(chǎn)率制備無色透明晶體，該制備方法簡單高效，適合大規(guī)模生產(chǎn)，所制備的晶體在空氣中表現(xiàn)出優(yōu)異的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠長期保持其結(jié)構(gòu)和性能的完整性。
1.一種雙折射晶體，其特征在于，該晶體化學(xué)式為ba(snf3)2(h2o)，屬于正交晶系，空間群為pnnm；其晶胞參數(shù)為a=9.9~10.0??，b=17.4~17.5??，c=4.3~4.4??，ɑ=β=γ=90°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，所述混合物中鋇元素、氟元素和錫元素的摩爾比為（1~10）：（3~24）：3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，所述含有鋇元素的原料為碳酸鋇或偏磷酸鋇。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，所述含有氟元素的原料為三氟乙酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，所述含有錫元素的原料為草酸亞錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，所述晶化的條件為在180?℃~230?℃下晶化不少于120h。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙折射晶體的制備方法，其特征在于，所述冷卻至室溫的降溫速率為2℃/?h?~8℃/?h。
9.如權(quán)利要求1所述的一種雙折射晶體在制備光學(xué)偏振器件領(lǐng)域的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述光學(xué)偏振器件為偏振棱鏡或光纖偏振器。