[發(fā)明專利]高溫相鉬酸碲鋇晶體及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010297346.4
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102031563A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶緒堂;張俊杰;張衛(wèi)國(guó);孫友軒;張承乾;蔣民華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C30B29/32
• 分類號(hào): C30B29/32;C30B9/06;G02F1/355;G02F1/39;G02B5/30
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 李寶成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型非線性光學(xué)晶體及其制備方法與用途，具體包括高溫相鉬酸碲鋇(以下簡(jiǎn)稱α-BaTeMo₂O₉)晶體、制備方法和應(yīng)用，屬于晶體材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自從1961年P(guān).A.Franken等人首次發(fā)現(xiàn)光學(xué)二次諧波以來(lái)，非線性光學(xué)的發(fā)展異常迅猛，從技術(shù)領(lǐng)域到研究領(lǐng)域，非線性光學(xué)的應(yīng)用都是十分廣泛的，例如：①利用各種非線性晶體做成電光開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)激光的調(diào)制；②利用二次及三次諧波的產(chǎn)生、二階及三階光學(xué)和頻與差頻實(shí)現(xiàn)激光頻率的轉(zhuǎn)換，獲得短至紫外、真空紫外，長(zhǎng)至遠(yuǎn)紅外的各種激光；同時(shí)，可通過(guò)實(shí)現(xiàn)紅外頻率的上轉(zhuǎn)換來(lái)克服目前在紅外接收方面的困難；③利用光學(xué)參量振蕩實(shí)現(xiàn)激光頻率的調(diào)諧。目前，與倍頻、混頻技術(shù)相結(jié)合已可實(shí)現(xiàn)從中紅外一直到真空紫外寬廣范圍內(nèi)調(diào)諧；④利用一些非線性光學(xué)效應(yīng)中輸出光束所具有的位相共軛特征，進(jìn)行光學(xué)信息處理、改善成像質(zhì)量和光束質(zhì)量；⑤利用各種非線性光學(xué)效應(yīng)，特別是共振非線性光學(xué)效應(yīng)及各種瞬態(tài)相干光學(xué)效應(yīng)，研究物質(zhì)的高激發(fā)態(tài)及高分辨率光譜以及物質(zhì)內(nèi)部能量和激發(fā)的轉(zhuǎn)移過(guò)程及其他弛豫過(guò)程等。而作為基礎(chǔ)的非線性光學(xué)材料，隨著激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及推廣應(yīng)用，對(duì)其性能的要求越來(lái)越多樣化，對(duì)其質(zhì)量也越來(lái)越高。

理想的非線性光學(xué)材料應(yīng)該具有如下性質(zhì)：(1)具有大的非線性光學(xué)系數(shù)——對(duì)于不同波段的非線性光學(xué)材料，其倍頻系數(shù)的要求又有所不同：紅外波段(＞800nm)d_eff≈100×d₃₆(KDP)；可見(jiàn)光波段(400～800nm)d_eff≈10×d₃₆(KDP)；近紫外波段(200～400nm)d_eff≈3.5×d₃₆(KDP)；真空紫外波段(＜200nm)d_eff≈1×d₃₆(KDP)；(2)能實(shí)現(xiàn)相位匹配，最好能實(shí)現(xiàn)非臨界相位匹配；(3)具有高的透明度和寬的透過(guò)波段，對(duì)入射光波和倍頻光波都具有良好的透過(guò)性；(4)材料的光損傷閾值要高，在強(qiáng)激光下不易發(fā)生表面坑點(diǎn)，裂縫等缺陷，不易發(fā)生材料折射率的變化；(5)晶體的激光轉(zhuǎn)換效率要高，以便于得到高功率的激光輸出；(6)易于獲得大尺寸的、光學(xué)均勻、透明的晶體；(7)晶體的物化穩(wěn)定性好，不易分解、潮解或發(fā)生相變；(8)晶體易于加工，而且價(jià)格低廉等。為適應(yīng)軍用和民用的需要，性能優(yōu)異的新型非線性光學(xué)晶體的研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)今材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

鉬酸碲鋇BaTeMo₂O₉存在高溫(α-BaTeMo₂O₉)和低溫(β-BaTeMo₂O₉)兩個(gè)相，研究表明兩相在常溫常壓下均很穩(wěn)定；常壓下改變溫度兩相無(wú)相變。低溫相屬單斜晶系，空間群為P21，具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能、壓電和電光性能，由休斯敦大學(xué)化學(xué)系H.S.Ra等于2003年首次合成，由山東大學(xué)晶體材料研究所張衛(wèi)國(guó)等采用助熔劑法首次生長(zhǎng)出大尺寸單晶并對(duì)其性能進(jìn)行了表征，參考文獻(xiàn)為：H.S.Ra，K.M.Ok，P.S.Halasyamani，Journal?of?theAmerican?Chemical?Society?125，7764(2003)；W.G.Zhang?et?al.，Crystal?Growth&Design?8，304(2008)；W.Zhang，X.Tao，C.Zhang，H.Zhang，M.Jiang，Crystal?Growth&Design?9，2633(2009)；Z.L.Gao?et?al.，Applied?Physics?Letters?95，151107(2009)；Z.Gao，X.Tao，X.Yin，W.Zhang，M.Jiang，Applied?Physics?Letters?93，252906(2008)。另外，CN?100523311A(CN200610069169.8)也提供了一種低溫相鉬酸碲鋇晶體及其制備方法與應(yīng)用。但是，高溫相鉬酸碲鋇(α-BaTeMo₂O₉)作為一種新型的雙折射晶體和非線性光學(xué)晶體，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于其合成、生長(zhǎng)、性質(zhì)和應(yīng)用方面的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種高溫相鉬酸碲鋇晶體，還提供該晶體的助熔劑生長(zhǎng)方法，可以獲得大小和質(zhì)量足夠測(cè)試性能和應(yīng)用的需要；此外，還提供該高溫相鉬酸碲鋇晶體的用途。