[發明專利]一種非線性光學晶體硼鍺酸銫

有效

• 申請號: 200810071099.9
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101587280A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 毛江高;孔芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: G02F1/355
• 分類號: G02F1/355
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于非線性光學材料及其合成。

背景技術

非線性光學晶體，具有倍頻效應(SHG)，在激光頻率轉換、電光調制、光折 變信息處理等高科技領域有著重要應用價值。非線性光學材料在現代科學技術 中，特別是若干軍事和民用高科技領域中，例如潛艇深水通訊、激光致盲武器、 海洋魚群探測、光盤記錄、彩色激光打印、激光投影電視、光計算和光纖通訊 等，都有一系列重要應用。目前實際應用的非線性光學晶體包括LiB₃O₅(LBO)，β -BaB₂O₄(BBO)，KH₂PO₄(KDP)，KTiOPO₄(KTP)，LiNbO₃(LNO)與BaTiO₃(BTO)等。 最近研究表明含孤對電子的Se(IV)，Te(IV)與易Jahn-Tellor畸變的Mo(VI)等 結合也可得到性能優越的非線性光學材料，如Na₂TeW₂O₉，BaTeM₂O₉(M＝Mo6+， W6+)。我們小組成功的將硒(IV)與硼酸根結合，得到了一例性能優越的新型非 線性光學材料：Se₂B₂O₇(SBO)。而將硼酸根與鍺酸根結合，也可得到具有二階非 線性光學性質的新穎化合物，如水熱合成得到的K₂[Ge(B₄O₉)]·2H₂O，其粉末SHG 系數為KDP的兩倍。但其致命弱點是熱穩定性差，30℃即開始分解。我們利用 高溫固相法將硼酸根與鍺酸根相結合，以期得到熱穩定性高性能優越的新型非 線性光學材料。有關這方面的研究尚無文獻報道發明內容。

發明內容

本發明的目的在于制備一種非線性光學晶體硼鍺酸銫。

硼鍺酸銫(CsGeB₃O₇)分子量為349.93，屬正交晶系，空間群Pna2₁，單胞 參數為Z＝4。它的結構為由環狀的B₃O₇^5-基團通過鍺(IV)相連而成的三維網狀結構，銫 離子填充在沿a軸的一維管道中。結構中含有兩種沿c方向的手性空洞：一種 為由兩個GeO₄，兩個BO₄和兩個BO₃基團組成的六元環構成，一種為由四個GeO₄， 四個BO₄和兩個BO₃基團組成的十元環構成。B₃O₇^5-基團是由一個BO₄和兩個BO₃基團通過共頂點連接而成的，Ge為四面體配位模式，而Cs離子為十配位的。

硼鍺酸銫(CsGeB₃O₇)的高溫固相法：將硼酸，二氧化鍺和碳酸銫混合均勻， 在箱式電阻爐中于550至650℃反應數小時，即可得到，產率可達100％。

非線性光學測量表明，硼鍺酸銫(CsGeB₃O₇)具有優良的非線性光學性能， 在1064nm激光照射下輸出很強的532nm綠光，其粉末SHG系數為KDP的1.5倍。 預期在激光頻率轉換、電光調制、光折變信息處理等高科技領域有著重要應用 價值。此類非線性光學材料在現代科學技術中，特別是若干軍事和民用高科技 領域中，例如潛艇深水通訊、激光致盲武器、海洋魚群探測、光盤記錄、彩色 激光打印、激光投影電視、光計算和光纖通訊等，都有一系列重要應用。

具體實施方式

實例：H₃BO₃(6mmol)，GeO₂(2mmol)與Cs₂CO₃(1mmol)，研磨混合均勻，在650 ℃反應2天，以10℃每小時降至200℃，可得到粒徑均勻的多晶。