[發明專利]非線性光學晶體材料Sr₃Y₃BiB₄O₁₅及其制備方法和用途無效

申請號：	201110024147.0	申請日：	2011-01-21
公開（公告）號：	CN102071464A	公開（公告）日：	2011-05-25
發明（設計）人：	高建華;宋立美;萬云	申請（專利權）人：	西北大學
主分類號：	C30B29/22	分類號：	C30B29/22;C30B9/12
代理公司：	西安恒泰知識產權代理事務所 61216	代理人：	李鄭建
地址：	710069 ***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	非線性光學晶體材料 sr sub bib 15 及其制備方法用途
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及光電子功能材料領域，具體涉及一種非線性光學晶體Sr₃Y₃BiB₄O₁₅及其助熔劑晶體生長方法和用途，以及稀土摻雜的Sr₃Y₃BiB₄O₁₅晶體及其助熔劑晶體生長方法和用途。

背景技術

近年來，隨著激光技術的迅猛發展，在光學、通訊、醫學、軍事等諸多領域得到廣泛應用，特別是全固態激光器，因其體積小、價格低、結構簡單等優點倍受人們的關注。全固態激光器一般都是由激光二極管泵浦激光晶體產生激光，如直接泵浦Nd:YAG可產生1064nm的激光。泵浦激光晶體一般只能產生紅外激光，而不能得到短波長的激光，而要產生較短波長的激光就必須用非線性光學晶體進行倍頻、合頻、差頻等，比如用非線性光學晶體KTiOPO_4?（KTP）對Nd:YAG產生的1064nm激光進行倍頻，可獲得532nm的綠色激光；用非線性光學晶體LiB₃O_5?（LBO）對Nd:YAG產生的1064nm激光進行倍頻、合頻可得355nm的紫色激光。短波長的激光因其單光子能量高，波長短，在信息存儲、精密加工、精密儀器、生物醫藥、軍事等領域有著不可替代的作用。除了上述方法外，也可以由激光二極管直接泵浦自倍頻激光晶體，直接獲得短波長激光。所謂自倍頻激光晶體就是在非線性光學晶體中摻入稀土離子，如Nd:YAB，YAB是YAl₃（BO₃）₄的簡稱，YAB本身是一種非線性光學材料，當把它種摻入Nd離子后，就成為自倍頻激光晶體。并不是所有的非線性光學材料中都可摻入稀土離子成為自倍頻激光晶體，比如以上提到的KTP和LBO就不行。只有包含和稀土離子原子半徑相似的元素的非線性光學晶體才有可能成為自倍頻激光晶體。象YAB中含有釔（Y）元素，它本身屬于稀土元素，因此和其他稀土元素具有相似的原子半徑和性質，因此可被其他稀土元素所取代，所以可以成為自倍頻激光晶體。

目前，比較著名的非線性光學晶體材料主要有以下幾種：KTiOPO_4?（KTP），LiB₃O_5?（LBO），β-BaB₂O₄?（BBO），CsB₃O₅（CBO），CsLiB₆O_10?（CLBO），K₂Al₂B₂O₇（KABO），KBeBO₃F（KBBF）等。這幾種材料或多或少都有一定的缺點，比如，KTP盡管非線性效應較大，但損傷閾值比較低，不能產生大功率激光；LBO、BBO、CBO、CLBO和KABO盡管損傷閾值較大但非線性效應較小，而且BBO、CBO、CLBO不能在高濕度環境中使用；KBBF雖然紫外透過波長較短，可產生177nm的激光，但Be元素有劇毒，對人體和環境造成很大影響，而且生長大尺寸高質量的該晶體比較困難。另外，近年含鉍（Bi）元素的一些硼酸鹽引起了廣泛關注，因為在這些化合物結構中產生非線性效應的基團不僅包含BO₃基團而且包含Bi-O基團的孤對電子，這使得這類化合物具有較大的非線性效應，比如BiB₃O₆?（BIBO）具有d_eff（????????????????????????????????????????????????）=3.2pm/V，比KTP（<2.7pm/V）還要大，而且BIBO也具有較大的損傷閾值。