[發(fā)明專利]Ga摻雜的K3Ba3Li2Al4B6O20F單晶、制法及變頻器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811275309.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109112628A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅軍華;趙炳卿;趙三根
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B9/12
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35220
• 代理人: 方金芝;黃秀婷

本發(fā)明提供一種Ga摻雜的K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F單晶、制法及K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F變頻器件，涉及人工晶體領(lǐng)域。使用該助熔劑體系有效避免了包裹體的產(chǎn)生，明顯減少了晶體生長條紋，從而穩(wěn)定的生長出厘米級、高光學(xué)質(zhì)量的單晶。同時，利用相位匹配法制作出K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F單晶變頻器件，當通光方向與晶體的結(jié)晶學(xué)C軸成大約30.5°～44.2°或67.5°～90°角，即可制成倍頻器件或四倍頻器件；通過和頻方式有望得到355nm和213nm的K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F單晶變頻器件，擴展了該變頻器件的應(yīng)用波長范圍，在激光變頻領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到人工晶體領(lǐng)域，特別是涉及Ga摻雜的K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F單晶、制法及K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F變頻器件。

技術(shù)背景

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，紫外光區(qū)激光器在電子光刻、高分辨光電子能譜、微機械加工和激光影像等領(lǐng)域有著至關(guān)重要的應(yīng)用。而與其它紫外激光器相比，全固態(tài)紫外激光器在維護成本、系統(tǒng)尺寸和效率等方面具有明顯的優(yōu)勢。迄今為止，利用非線性光學(xué)晶體的頻率變換作用，將激光器產(chǎn)生的固定波長激光轉(zhuǎn)化成不同波長的激光光源，是目前獲得紫外深紫外相干光的最有效途徑。硼酸鹽因其具有足夠的非線性光學(xué)系數(shù)、寬的透光范圍和適中的雙折射率等優(yōu)異性質(zhì)，長期以來一直是非線性光學(xué)晶體材料的研究熱點，其中也出現(xiàn)了一批性質(zhì)突出，應(yīng)用前景光明的“中國牌”非線性光學(xué)晶體，例如BBO、CLBO、KBBF等。

遺憾的是，在長達30多年的紫外深紫外非線性光學(xué)晶體的實際應(yīng)用研究當中，基本所有的非線性光學(xué)晶體材料都或多或少都存在著缺點。例如：BBO晶體的雙折射率達0.120，過大的雙折射導(dǎo)致晶體產(chǎn)生走離效應(yīng)，走離角高達85.3mard，允許角則只有0.16mard，極大的影響了激光頻率轉(zhuǎn)換的效率；CLBO晶體的非線性性能參數(shù)適中，非線性系數(shù)略小，最嚴重的問題是該晶體極易吸潮，增大了實際應(yīng)用中的技術(shù)難度，限制了其商業(yè)化的廣泛應(yīng)用；目前KBBF是唯一一個實現(xiàn)深紫外倍頻輸出應(yīng)用的非線性光學(xué)晶體，但因其所含的鈹元素有劇毒，對人類身體健康危害大，且晶體具有強烈的層狀生長習(xí)性，難以突破晶體厚度的生長技術(shù)壁壘，從而限制了其商業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。

在申請?zhí)枮?01610015381X的專利中有報道了一種非線性光學(xué)晶體K₃Ba₃Li₂Al₄B₆O₂₀F。

發(fā)明內(nèi)容