[發明專利]一種抗潮解紫外三倍頻晶體及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201010621151.0
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102545019A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 吳以成;張建秀;王麗榮;吳洋;王桂玲;傅佩珍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;G02F1/361
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇;楊小蓉

技術領域

本發明屬于晶體材料在光電子技術領域中的應用，特別涉及一種抗潮解紫外三倍頻晶體及制備方法和用途。

背景技術

Nd(釹)基激光器輸出的1.06μm左右的激光輻射可以高效率地轉換為二次、三次及高次諧波，它已成為一個有價值的可見光和紫外光輻射光源，其355nm左右的三次諧波對于激光喇曼光譜學、光化學、大氣研究、高速紫外全息及泵浦短波長染料激光器等都有著廣泛的應用。在中小基波功率密度下，獲得三次諧波的最佳途徑是采用不失諧的I型倍頻和II型三倍頻方案，以使得從倍頻晶體輻射出來的基波光和倍頻光在三倍頻晶體中能夠最大程度地參加混頻作用，從而避免了復雜的光路設計以及能量的浪費。目前使用的三倍頻晶體材料通常為BBO，LBO，CLBO，CBO、BIBO以及(D)KDP等，但其各具不足之處，如BBO走離角大，(D)KDP光損傷閾值低等。LBO和CBO晶體被公認為是目前最適合用于高平均功率全固態激光器的三倍頻晶體，但這兩種晶體在大氣環境中均具有潮解習性，盡管人們正在大力研究其抗潮解能力以及防潮裝置的設計，但仍難避免復雜的光路設計、激光器耐用性差、便攜性低等一系列衍生問題。因此，尋找新型無潮解習性(抗潮解)的三倍頻晶體成為解決先進制造業和信息產業所需355nm左右波段的高功率紫外全固態激光器最具實用價值的方向之一。

La₂CaB₁₀O₁₉晶體屬于單斜晶系，空間群為C2，具有較強的非線性光學效應，倍頻系數約為KDP的2-3倍(中國專利ZL98108570.9和ZL200410098441.6)，透光波段達到真空紫外區(170nm)，激光損傷閾值達到11.5GW/cm²，同時還具有物化性能穩定，不潮解，硬度適中等優點。最近，該晶體的生長也取得突破性的進展，已經能夠生長高光學質量的單晶(中國專利申請200910092081.1)。文章(Optics?Communications?209(2002)481-484，Efficient?second?harmonic?generation?in?a?neww?nonlinear?La₂CaB₁₀O₁₉crystal)探索La₂CaB₁₀O₁₉用作藍綠光波段非線性光學材料的應用，但至今尚未見到有關用La₂CaB₁₀O₁₉晶體制作紫外光波段三倍頻器件及應用方面的報道。

發明內容

本發明針對已有的三倍頻晶體的不足之處，提供一種無潮解習性、制作簡單的抗潮解紫外三倍頻晶體，無需防潮裝置、易于實現I型和II型三倍頻激光輸出。

本發明的另一目的在于提供上述抗潮解紫外三倍頻晶體的制備方法和用途。

本發明的技術方案如下：

本發明將生長得到的La₂CaB₁₀O₁₉晶體(簡稱為LCB)作拋光處理后放入水中(常溫)，經過一個月仍觀察不到其光潔度有任何變化，表明：其化學穩定性高，不潮解，用其制成的光學器件可在無任何保護措施的情況下使用。La₂CaB₁₀O₁₉晶體的紫外截止邊為170nm，200nm----2400nm無任何吸收，其355nm左右處的透過超過85％。

本發明提供的La₂CaB₁₀O₁₉三倍頻光學晶體器件，其為La₂CaB₁₀O₁₉晶體按I型或II型三倍頻位相匹配方向切割后，兩通光面拋光并鍍有介質膜而制得的La₂CaB₁₀O₁₉晶體三倍頻光學器件；所述La₂CaB₁₀O₁₉晶體三倍頻器件為La₂CaB₁₀O₁₉晶體I型三倍頻器件或La₂CaB₁₀O₁₉晶體II型三倍頻器件。

本發明提供的La₂CaB₁₀O₁₉三倍頻光學晶體器件的制備方法，其步驟如下：