[發明專利]非線性光學晶體及其制備方法在審

申請號：	201610260863.1	申請日：	2016-04-25
公開（公告）號：	CN107304486A	公開（公告）日：	2017-10-31
發明（設計）人：	李光華;張文中;張伯琛;趙子翎	申請（專利權）人：	中央大學
主分類號：	C30B29/22	分類號：	C30B29/22;C30B9/00;C30B7/10;G02F1/355
代理公司：	北京律誠同業知識產權代理有限公司11006	代理人：	徐金國
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摘要：
搜索關鍵詞：	非線性光學晶體及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明是有關一種非線性光學晶體及其制備方法。

背景技術

一般來講，光線通過介質時，會發生入射、反射、折射等線性光學現象，但是激光的光束強度極高，因此，當激光通過介質時，物質的內部極化率的非線性響應會對光波產生反作用，可能產生入射光波在和頻、差頻處的諧波。這種不同于線性光學現象的效應稱作非線性效應，具有非線性光學效應的晶體稱為非線性光學晶體。

光的頻率轉換是最基本和最重要的非線性光學效應之一?？梢岳梅蔷€性光學晶體將一固定頻率的激光通過倍頻、和頻、差頻或光學參量放大等過程轉變為不同頻率的各種激光，其中以二倍頻非線性光學效應所產生的二次協波(second harmonic generation)更是激光學上最廣泛的應用。

非線性光學晶體在激光科技應用上有非常重要的價值，可應用于科學研究、高能激光、激光醫美與國防科技。目前成功商業化的非線性光學晶體僅為少數，因此在開發新型非線性光學晶體上仍有許多空間。

發明內容

根據本發明的多個實施方式，是提供一種非線性光學晶體，非線性光學晶體的化學式為Li₂X₄TiOSi₄O₁₂，其中X為K或Rb；非線性光學晶體屬于四方晶系(Tetragonal system)，空間群為P4nc，單位晶胞中所含的分子數Z＝2。Li₂K₄TiOSi₄O₁₂的單位晶胞常數為a＝b＝11.3336(5)A、c＝5.0017(2)A；以及Li₂Rb₄TiOSi₄O₁₂的單位晶胞常數為a＝b＝11.5038(6)A、c＝5.1435(3)A。

根據本發明的多個實施方式，是提供一種制備非線性光學晶體的方法，制備方法包含：混合LiF、XF、TiO₂以及SiO₂以形成第一起始反應試劑；加熱該第一起始反應試劑至第一溫度，以將該第一起始反應試劑熔解并進行反應；以及將該第一起始反應試劑從第一溫度降溫至第二溫度，而析出化學式為Li₂X₄TiOSi₄O₁₂的非線性光學晶體，其中X為K或Rb。

在某些實施方式中，第一起始反應試劑成份的摩爾比Li:K:Ti:Si＝a:b:1:1～4，其中a和b分別介于10-30。

在某些實施方式中，其中第一起始反應試劑成份的摩爾比Li:Rb:Ti:Si＝c:d:1:1～4，其中c和d分別介于10-30。

在某些實施方式中，第一溫度介于650℃至900℃以及第二溫度介于500℃至700℃。

本發明的多個實施方式，是提供一種制備非線性光學晶體的方法，制備方法包含:混和LiOH·H₂O、KOH、TiO₂、SiO₂以及H₂O以形成第二起始反應試劑；加熱該第二起始反應試劑至第三溫度，以將該第二起始反應試劑在該第三溫度下進行水熱反應，而形成含有Li₂K₄TiOSi₄O₁₂的過飽和水溶液；以及將該第二起始反應試劑從該第三溫度降溫至第四溫度，而析出Li₂K₄TiOSi₄O₁₂的非線性光學晶體。