[發明專利]一種氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體及生長方法和用途

有效

• 申請號: 201110159619.3
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102828245A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 陳創天;黃洪偉;姚吉勇;王曉洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B9/12;G02F1/355;G02F1/39
• 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

1.一種氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體，其分子式為NaCaBe₂B₂O₆F，屬單斜晶系，空間群為Cc，熔點約為890℃，在空氣中不潮解，分子量為217.71，單胞參數為a＝4.6232(9)b＝8.008(3)c＝14.182(3)α＝90°，β＝90.00(3)，γ＝90°，v＝525.1(2)Z＝4。

2.一種權利要求1所述氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的熔鹽生長方法，其具體步驟如下：

(1)將氟硼鈹酸鈣鈉與助熔劑按比例混配均勻后放入晶體生長爐中的鉑坩堝之內，以10～30℃/小時的升溫速率將其加熱至800℃，恒溫10～40小時，再冷卻至飽和溫度之上2～10℃，得到含氟硼鈹酸鈣鈉化合物與助熔劑的高溫溶液；

所述氟硼鈹酸鈣鈉化合物的分子式為NaCaBe₂B₂O₆F；

所述助熔劑為B₂O₃、NaF和CaF₂組成的混合物；

所述氟硼鈹酸鈣鈉與助熔劑混配的摩爾比為：NaCaBe₂B₂O₆F∶B₂O₃∶NaF∶CaF₂＝1∶(0.5～1)∶(3.5～4)∶(0.5～1.5)；

(2)把裝在籽晶桿上的籽晶從晶體生長爐頂端放入上述步驟(1)中得到的含氟硼鈹酸鈣鈉化合物與助熔劑的高溫溶液中，同時以10～100轉/分的速率旋轉籽晶桿，降溫至飽和溫度，然后以0.5～3℃/天的速率緩慢降溫，降溫結束后，將所得晶體提離液面，并以5～30℃/小時的速率降至室溫，得到氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體，其分子式為NaCaBe₂B₂O₆F。

3.按權利要求2所述的氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的助熔劑生長方法，其特征在于，所述的NaCaBe₂B₂O₆F化合物采用固相合成方法在高溫下燒結來獲得，其反應方程式為：

CaCO₃+2BeO+2H₃BO₃+NaF＝NaCaBe₂B₂O₆F+CO₂↑+3H₂O↑

或：CaCO₃+2BeO+B₂O₃+NaF＝NaCaBe₂B₂O₆F+CO₂↑。

4.按權利要求2所述的氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的助熔劑生長方法，其特征在于，所述步驟(2)中籽晶桿的旋轉方向為單向旋轉或雙向可逆旋轉。

5.按權利要求2所述的氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的助熔劑生長方法，其特征在于，所述雙向可逆旋轉中的每個單方向旋轉時間為1-10分鐘；相鄰兩個單方向旋轉的時間間隔為0.5-1分鐘。

6.一種權利要求1所述的氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的用途，其特征在于：其用于制備對波長λ為1.064μm的激光光束實現2倍頻、3倍頻、4倍頻、5倍頻或6倍頻的諧波光輸出器件以及產生低于200nm的諧波光輸出器件。

7.按權利要求5所述的氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的用途，其特征在于：所述諧波光輸出器件為用于紫外區的諧波發生器、光參量振蕩與光參量放大器件或光波導器件。

8.按權利要求7所述的氟硼鈹酸鈣鈉非線性光學晶體的用途，其特征在于：所述的諧波發生器為從紅外到紫外區的光參量振蕩與放大器件。