[發明專利]一種K2MnGe3S8非線性光學晶體及制法和用途

在審

• 申請號: 201810986769.3
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109161969A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 姚吉勇;李壯;郭揚武;羅曉宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B11/02
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發明涉及K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體及制法和用途；K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體采用高溫熔體自發結晶法或坩堝下降法生長；在該K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體的生長中，晶體具有生長速度較快、成本低、容易獲得較大尺寸晶體等優點；所得K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體具有非線性光學效應適中，在0.42?13μm波段高透過，激光損傷閾值高，硬度較大，機械性能好，易于加工等優點；該K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體可用于制作非線性光學器件。

技術領域

本發明涉及一種K₂MnGe₃S₈的非線性光學晶體(K₂MnGe₃S₈單晶)及該K₂MnGe₃S₈單晶的制備方法和該K₂MnGe₃S₈單晶用于制作的非線性光學器件的用途。

背景技術

具有非線性光學效應的晶體稱為非線性光學晶體。這里非線性光學效應是指倍頻、和頻、差頻、參量放大等效應。只有不具有對稱中心的晶體才可能有非線性光學效應。利用晶體的非線性光學效應，可以制成二次諧波發生器，上、下頻率轉換器，光參量振蕩器等非線性光學器件。激光器產生的激光可通過非線性光學器件進行頻率轉換，從而獲得更多有用波長的激光，使激光器得到更廣泛的應用。根據材料應用波段的不同，可以分為紫外光區、可見和近紅外光區、以及中紅外光區非線性光學材料三大類。可見光區和紫外光區的非線性光學晶體材料已經能滿足實際應用的要求；如在二倍頻(532nm)晶體中實用的主要有KTP(KTiOPO₄)、BBO(β-SnB₂O₄)、LBO(LiB₃O₅)晶體；在三倍頻(355nm)晶體中實用的有BBO、LBO、CBO(CsB₃O₅)可供選擇。而紅外波段的非線性晶體發展比較慢；在紅外波段，目前商業化的非線性光學晶體材料均具有類黃銅礦的結構類型，如AgGaS₂(AGS)，AgGaSe₂(AGSe)和ZnGeP₂(ZGP)等。然而，這些材料也具有一些不可規避的本征缺陷，如AgGaS₂的透過范圍較窄，對波長超過10μm的光譜吸收嚴重；AgGaSe₂在常見的1μm激光(調Q的Nd:YAG激光)作為泵浦光源時不能實現有效的相位匹配；ZnGeP₂在常見的1μm或1.55μm激光作為泵浦光源時，則會表現出強烈的雙光子吸收(TPA)現象。中紅外波段非線性光學晶體在光電子領域有著重要的應用，例如它可以通過光參量振蕩或光參量放大等手段將近紅外波段的激光(如1.064μm)延伸到中紅外區；也可以對中紅外光區的重要激光(如CO₂激光，10.6μm)進行倍頻，這對于獲得波長連續可調的激光具有重要意義。因此尋找優良性能的新型紅外非線性光學晶體材料已成為當前非線性光學材料研究領域的難點和前沿方向之一。

發明內容

本發明目的在于提供一種K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體。

本發明另一目的在于提供K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體的制備方法。

本發明再一目的在于提供K₂MnGe₃S₈非線性光學晶體的用途。

本發明的技術方案如下：