[發明專利]一種低對稱大晶胞非線性晶體硼酸銅鋰化合物及其制備方法與用途

有效

• 申請號: 202011361677.X
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112553689B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 王坤鵬;張建秀;劉泳;任衍彪;徐本燕;李鳳麗;程曉
• 申請（專利權）人: 棗莊學院
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B15/00;H01S3/109;G02F1/355
• 代理公司: 棗莊小度智慧知識產權代理事務所(普通合伙) 37282
• 代理人: 鄭素娟

本發明公開了一種低對稱大晶胞非線性晶體硼酸銅鋰化合物及其制備方法與用途。該化合物分子式為Li₁₈Cu₃B₁₂O₃₀，屬于三斜晶系，空間群為P?1，晶胞參數為：a=4.8132(17)?,b=9.228(4)?,c=13.911(5)?,V=592.0(4),α=104.144(9)°,β=96.052(12)°,γ=94.757(6)°，莫氏硬度為2.5?3.1。該化合物為非一致熔融化合物，采用助熔劑法生長該化合物的單晶體，晶體尺寸具有厘米級的大尺寸。通過助熔劑法生長的Li₁₈Cu₃B₁₂O₃₀晶體作為制備非線性光學器件的用途。

技術領域

本發明涉及一種低對稱大晶胞非線性晶體硼酸銅鋰化合物及其制備方法與用途，屬于晶體材料技術領域。

背景技術

目前常用的紫外深紫外非線性變頻晶體主要包括BBO, LBO(LiB₃O₅), CBO(CsB₃O₅) 和 KBBF(KBe₂BO₃F₂)，這些晶體雖然已成為目前市場上的主流，但仍然存在不足之處，如層狀生長習性、毒性強、晶體容易潮解、材料成本高等。因此，探尋新的無毒的紫外非線性變頻晶體仍然是一項非常有意義的工作。

通過非線性變頻晶體的諧波原理來產生紫外或深紫外激光，是目前全固態激光器的主要工作方式之一。變頻晶體是全固態激光器的核心材料，它決定著全固態激光器的輸出波長及光學質量。

因此，近20年來，尋找新型無毒非線性光學晶體材料一直是國際上的研究熱點之一。在探索新材料時，不僅注重晶體的物理化學和光學性能，而且越來越重視如何降低晶體的制備成本，以便獲得價格低廉的高質量大尺寸晶體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低對稱大晶胞非線性晶體硼酸銅鋰化合物及其制備方法與用途，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的本發明采用以下技術方案：

一種低對稱大晶胞非線性晶體硼酸銅鋰化合物，其分子式為Li₁₈Cu₃B₁₂O₃₀，屬于三斜晶系，空間群為P-1 ，晶胞參數為：a = 4.8132(17) ?, b = 9.228(4) ?, c = 13.911(5) ?, V = 592.0(4), α = 104.144(9) ° , β = 96.052(12) ° , γ = 94.757(6)°，莫氏硬度為2.5-3.1。

一種低對稱大晶胞非線性晶體硼酸銅鋰化合物的制備方法，包括如下步驟：

1）、按照化學計量比Li:B:Cu=6:4:1配料，采用固相合成法在450-600^oC燒結12-48小時。合成硼酸銅鋰（Li₁₈Cu₃B₁₂O₃₀）化合物；

2）、將硼酸銅鋰和助熔劑按摩爾比1 : 0.5-1.5進行配料，其中助熔劑為含鋰或含銅氧化物、氫氧化物或碳酸鹽，在馬弗爐中以750-850^oC燒結，再降溫到600-610^oC，得到透明的混合熔液；