[發(fā)明專利]化合物鍺酸鋅銣非線性光學(xué)晶體及其制備方法和用途

在審

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• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113737282A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡章貴;韓濤;李從剛
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B9/12;C30B28/02;C30B17/00;G02F1/355
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 劉書元

本發(fā)明公開了一種化合物鍺酸鋅銣非線性光學(xué)晶體及其制備方法和用途，該化合物的化學(xué)式為Rb₂ZnGe₂O₆，其制備方法是，將含銣化合物、含鋅化合物、含鍺化合物原料均勻混合并充分研磨，置于馬弗爐中，先低溫下預(yù)燒除去原料中的水分和氣體，再升溫鍛燒，期間多次取出研磨并繼續(xù)鍛燒，制得化合物鍺酸鋅銣。進(jìn)一步的將化合物與助熔劑混合升溫得到混合溶液，在晶體生長爐中，制備出鍺酸鋅銣非線性光學(xué)晶體。本發(fā)明的技術(shù)效果是：所獲晶體具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，較寬的透光范圍，硬度適中，物化性能穩(wěn)定等優(yōu)點，采用本發(fā)明所述方法獲得的化合物鍺酸鋅銣可用于制備倍頻器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)式為Rb₂ZnGe₂O₆的化合物鍺酸鋅銣及鍺酸鋅銣非線性光學(xué)晶體，晶體的制備方法和利用該晶體制作的非線性光學(xué)器件。

背景技術(shù)

非線性光學(xué)((NLO)晶體可實現(xiàn)激光波長的轉(zhuǎn)換，是制備光學(xué)器件的關(guān)鍵材料。由于穩(wěn)定性好和激光損傷閾值高，無機非線性光學(xué)晶體在軍事、醫(yī)療、精密加工和通訊領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。當(dāng)前，應(yīng)用比較廣泛的二階非線性光學(xué)晶體主要有:BBO(β-BaB₂O₄)晶體、LBO(LiB₃O₅)晶體、KBe₂BO₃F₂(KBBF)晶體、KDP(KH₂PO₄)晶體、LN(LiNbO₃)晶體等傳統(tǒng)材料。雖然這些材料具有重大應(yīng)用價值，但也存在一些不足，如BBO晶體在生長過程中存在相變問題，CLBO和KDP晶體存在潮解問題，KBBF晶體存在層狀生長習(xí)性和原料劇毒問題，LN晶體激光損傷閾值低等。隨著科技不斷進(jìn)步與發(fā)展，高新技術(shù)對非線性光學(xué)晶體提出更高的要求，拓展性能優(yōu)異的新型無機非線性光學(xué)晶體材料顯得尤為迫切。

鍺酸鹽晶體由于具有良好的穩(wěn)定性、寬的透光波段、高的損傷閾值等優(yōu)良性質(zhì)，是非線性光學(xué)晶體材料優(yōu)秀的候選材料。將d¹⁰電子結(jié)構(gòu)的Zn²⁺陽離子和在紫外區(qū)無d-d的電子躍遷堿金屬陽離子(Rb⁺)與GeO₄基團結(jié)合，旨在增大鍺酸鹽的透過范圍及倍頻響應(yīng)。因此，設(shè)計合成綜合性能優(yōu)異的堿金屬含鋅鍺酸鹽非線性光學(xué)晶體具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的一在于提供化合物鍺酸鋅銣非線性光學(xué)晶體，化學(xué)式為Rb₂ZnGe₂O₆；

本發(fā)明目的二在于提供采用固相反應(yīng)法合成化合物鍺酸鋅銣及高溫熔液法生長鍺酸鋅銣非線性光學(xué)晶體的制備方法；

本發(fā)明目的三是提供鍺酸鋅銣非線性光學(xué)器件的用途。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下:

本發(fā)明提供的化合物鍺酸鋅銣，其化學(xué)式為Rb₂ZnGe₂O₆；該化合物鍺酸鋅銣非線性光學(xué)材料的制備方法是，將含銣化合物、含鋅化合物、含鍺化合物原料均勻混合并充分研磨，置于馬弗爐中，先低溫下預(yù)燒除去原料中的水分和氣體，再升溫鍛燒，期間多次取出研磨并繼續(xù)鍛燒，制得化合物鍺酸鋅銣；

所述含銣化合物包括氧化銣、碳酸銣、碳酸氫銣、硫酸銣、氫氧化銣或銣鹽中的至少一種；

所述含鋅化合物為氧化鋅或鋅鹽中的至少一種；鋅鹽包括氯化鋅、硝酸鋅、草酸鋅、硫酸鋅中的至少一種；

所述含鍺化合物為氧化鍺或鍺鹽中的至少一種；鍺鹽包括氯化鍺、溴化鍺、硝酸鍺、草酸鍺、碳酸鍺、碳酸氫鍺、硫酸鍺中的至少一種。

其采用固相反應(yīng)法可按下列化學(xué)反應(yīng)式制備鍺酸鋅銣化合物: