專(zhuān)利名稱(chēng)：非線(xiàn)性光學(xué)晶體硼鈹酸鈉及其生長(zhǎng)方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型光電子功能材料及生長(zhǎng)方法和用途，特別是涉及一種
非線(xiàn)性光學(xué)晶體材料及其制備方法和用途，即硼鈹酸鈉，其化學(xué)式為NaBeB30s，
簡(jiǎn)稱(chēng)NBB。
背景技術(shù)：
晶體的非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)是指這樣一種效應(yīng)當(dāng)一束具有某種偏振方向的激 光按一定入射方向通過(guò)一塊非線(xiàn)性光學(xué)晶體(如NBB)時(shí)，該光束的頻率將發(fā)生 變化。
具有非線(xiàn)型光學(xué)效應(yīng)的晶體稱(chēng)為非線(xiàn)性光學(xué)晶體。利用非線(xiàn)性光學(xué)晶體進(jìn) 行激光頻率轉(zhuǎn)換，拓寬激光波長(zhǎng)的范圍，使激光的應(yīng)用更加廣泛。尤其是硼酸 鹽類(lèi)非線(xiàn)性光學(xué)晶體如BB0、 LB0、 KBBF、 SBB0、 TB0、 KAB0、 BAB0等晶體以其 優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)而倍受關(guān)注。在光學(xué)照相、光刻蝕、精密儀器加工等領(lǐng)域的發(fā) 展越來(lái)越需要紫外和深紫外激光相干光源，即需要性能優(yōu)異的紫外和深紫外非 線(xiàn)性光學(xué)晶體。
BB0晶體的基本結(jié)構(gòu)基元是(B306) 3—平面基團(tuán)，這種基團(tuán)具有大的共軛it鍵， 使得BBO的紫外吸收邊在189nm左右，限制了晶體在紫外區(qū)的應(yīng)用；且大的共 軛兀鍵也會(huì)導(dǎo)致較大的雙折射率(An=0.12)，從而限制了它的諧波轉(zhuǎn)換效率 及諧波光的質(zhì)量。
KBBF的基本結(jié)構(gòu)基元是(B03)3—平面基團(tuán)，此晶體的紫外吸收邊在155mn左右， 具有適中的雙折射率(An = 0.07)，可以實(shí)現(xiàn)很寬的相位匹配范圍，是目前為 止最優(yōu)秀的深紫外非線(xiàn)性光學(xué)晶體。但由于KBBF是一種層狀結(jié)構(gòu)的晶體，層與層之間是靠靜電吸引而不是通過(guò)價(jià)鍵相連接的，層狀習(xí)性嚴(yán)重，在Z方向生長(zhǎng) 速度很慢，生長(zhǎng)出的單晶體分層現(xiàn)象明顯，晶體不易生長(zhǎng)。
SBB0的基本結(jié)構(gòu)基元也是(B03)3—平面基團(tuán)，但它用氧取代氟離子，使得層 與層之間通過(guò)氧橋相互連接，以便改進(jìn)KBBF的層狀習(xí)性，而每一層的結(jié)構(gòu)則保 持基本不變。SBBO不僅具有較大的宏觀倍頻系數(shù)，低的紫外吸收邊(165nm)， 適中的雙折射率(An = 0.06)，而且徹底克服了晶體的層狀習(xí)性，解決了晶體 生長(zhǎng)的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，保持(B03)3-基團(tuán)的結(jié)構(gòu)條件基本不變，替換陽(yáng)離子 Sr，卩Be原子，相繼研制了 TBO、 KABO、 BABO等一系列非線(xiàn)性光學(xué)晶體，它們 統(tǒng)稱(chēng)為SBBO族晶體。它們克服了 KBBF單晶生長(zhǎng)的層狀習(xí)性，但這些晶體到目 前為止還不能取代KBBF單晶，因?yàn)镾BBO和TBO晶體的結(jié)構(gòu)完整性不好，其宏 觀性能顯示的光學(xué)均勻性非常差，目前還無(wú)法在實(shí)際器件中得到應(yīng)用；KABO和 BABO晶體的結(jié)構(gòu)完整性很好，具有較好的光學(xué)均勻性，但由于Al取代了Be， 它們的吸收邊紅移到180nm左右，很難用于深紫外的諧波輸出。
LBO的基本結(jié)構(gòu)基元是將(B306) 3—基團(tuán)中的一個(gè)B原子由三配位變成四配位從 而形成(B30》5—基團(tuán)。它具有較大的倍頻系數(shù)，紫外吸收邊在160nm左右，但是 由于在實(shí)際晶體內(nèi)的(B307) 5—基團(tuán)互相連接，在空間中形成與z軸成45。的螺旋 鏈而無(wú)法在晶格中平行排列，使晶體的雙折射率降得過(guò)低(An=0.04 0.05)， 從而使得它在紫外區(qū)的相位匹配范圍受到嚴(yán)重限制，使帶隙寬的優(yōu)勢(shì)未能充分 發(fā)揮。
由于Be與B的離子半徑和配位數(shù)相似，我們認(rèn)為可用若干Be原子代替上 述幾種硼氧基團(tuán)中的B原子從而形成全新的鈹硼氧復(fù)合基團(tuán)，然后以堿金屬和 堿土金屬離子作為陽(yáng)離子，從而得到新的化合物，開(kāi)拓深紫外非線(xiàn)性光學(xué)晶體 的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)固相合成，晶體生長(zhǎng)，單晶結(jié)構(gòu)測(cè)定，證實(shí)了這種設(shè)想是可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硼鈹酸鈉化合物，其化學(xué)式為NaBeB306。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種硼鈹酸鈉化合物制備方法。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其化學(xué)式為 NaBeB306。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下-
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉化合物，其化學(xué)式為NaBeB306。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉化合物的制備方法，其步驟如下將含Na、 Be和B 的化合物原料按適當(dāng)比例均勻混合研磨后，緩慢升溫500 600'C后，預(yù)燒1 5 小時(shí)；冷卻至室溫，取出研磨；然后在700 800"C下燒結(jié)12 20小時(shí)，冷卻至 室溫即可獲得硼鈹酸鈉化合物；所述的含Na化合物原料為含鈉的氧化物或氫氧 化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼酸鹽，所述的含Be化合物原料為BeO，所 述的含B化合物原料為H3B03或B203。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體，其化學(xué)式為NaBeBA，該晶體不具 有對(duì)稱(chēng)中心，屬于正交晶系，空間群為Pna2"晶胞參數(shù)為a = 9.1531 A， b = 11. 9337 A， c = 4. 3724 A， a = p 二 Y = 90° ， z = 4，單胞體積為V = 477. 60 A3。晶體結(jié)構(gòu)如圖2。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)方法，其步驟如下采用 Na20-8203助熔劑體系，Na20/U03摩爾比為1/4 1/2，以Na為基準(zhǔn)時(shí)溶質(zhì)與溶劑 摩爾比為1/4 1/2，用熔鹽法生長(zhǎng)晶體。該方法包括按上述比例配置并預(yù)處理 化合物原料，將其混合均勻，然后裝入鉑坩鍋中，置于自制生長(zhǎng)爐內(nèi)，升溫1000 IIOO'C至原料完全熔化，恒溫1 20小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以上5 10 °C，然后按每日1 5"C的速率降溫至65(TC，關(guān)閉爐子。待樣品冷卻至室溫后， 用稀硝酸和水洗去助熔劑，即獲得本發(fā)明的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體，尺寸為 1 3mm。采用的化合物原料為含Na的氧化物或氫氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草 酸鹽或硼酸鹽和BeO和H3B03或B203。得到的晶體狀硼鈹酸鈉，再研磨成粉末， 對(duì)其進(jìn)行XRD檢測(cè)，結(jié)果如圖3b。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)方法，其步驟如下采用 NaF-8203助熔劑體系，NaF/B203摩爾比為1/3 3/1，以Na為基準(zhǔn)時(shí)溶質(zhì)與溶劑 摩爾比為1/4 1/2，將原料按上述比例混合均勻，升溫1000 110(TC至原料完 全熔化，恒溫1 20小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以上5 1(TC，將籽晶固定在 籽晶桿的下端與熔體液面接觸開(kāi)始晶體生長(zhǎng)；籽晶桿的旋轉(zhuǎn)速度為10 20轉(zhuǎn)/ 分，降溫至飽和溫度，然后按1 5TV天的速率緩慢降溫；降溫結(jié)束后將晶體提 離液面，以10 3(TC/小時(shí)的速率降至室溫，獲得本發(fā)明的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué) 晶體；采用的化合物原料為含Na的氧化物或氫氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸 鹽或硼酸鹽和含Na的氟化物和BeO和仏B03或B203。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，該非線(xiàn)性光學(xué)晶體硼鈹酸 鈉用于激光器激光輸出的頻率變換。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，該晶體用于對(duì)波長(zhǎng)為1.064 P m的激光光束產(chǎn)生2倍頻，3倍頻，4倍頻，5倍頻的諧波光輸出。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，該晶體用于產(chǎn)生波長(zhǎng)低于 200nm的諧波光輸出。
本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，所述的非線(xiàn)性光學(xué)晶體為 用于紫外區(qū)的諧波發(fā)生器，光參量與放大器件及光波導(dǎo)器件。本發(fā)明提供的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，所述的非線(xiàn)性光學(xué)晶體為 從紅外到紫外區(qū)的光參量與放大器件。
本發(fā)明的效果在于提供了一種化學(xué)式為NaBeB306的化合物，該化合物的非線(xiàn) 性光學(xué)晶體及其制備方法和用途。使用粉末倍頻測(cè)試方法測(cè)量了 NBB的相位匹 配能力，其粉末倍頻效應(yīng)為L(zhǎng)iB^(LB0)的1. 22倍。它的紫外吸收邊短于190nm。 NBB晶體能夠?qū)崿F(xiàn)Nd:YAG (入二 1.064um)的2倍頻，并且，可以預(yù)測(cè)NBB能 夠用于Nd:YAG的3倍頻、4倍頻、5倍頻的諧波發(fā)生器，甚至用于產(chǎn)生比200nm 更短的諧波光輸出。另外，NBB單晶無(wú)色透明，為非同成分熔融化合物，熔點(diǎn)約 85(TC，在空氣中不潮解，不溶于稀酸，化學(xué)穩(wěn)定性好。所以可以預(yù)見(jiàn)，NBB將 在各種非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用，并將開(kāi)拓深紫外波段的非線(xiàn)性光學(xué)應(yīng) 用。


圖1是NBB晶體作為倍頻晶體應(yīng)用時(shí)非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)的典型示意圖，其中1是 激光器，2是入射激光束，3是經(jīng)晶體后處理及光學(xué)加工的NBB單晶體，4是所 產(chǎn)生的出射激光束，5是濾波片。
圖2是NBB晶體結(jié)構(gòu)示意圖，其中2a是表示B、 Be、 O沿a方向的投影圖，2b 是表示B、 Be、 O沿c方向的投影圖。
圖3是NBB的x射線(xiàn)衍射圖譜，其中3a是固相合成NBB粉末樣品的衍射圖，3b
是NBB單晶研磨成粉末后的衍射圖。
具體實(shí)施例方式
將含Na、 Be和B的化合物原料按其摩爾比為Na: Be: B=l: 1: 3的比例 均勻混合研磨后，裝入鉑坩鍋中，緩慢升溫500 60(TC后，預(yù)燒1 5小時(shí)；冷 卻至室溫，取出研磨；然后在700 80(TC下燒結(jié)12 20小時(shí)，冷卻至室溫，取出研磨，得到本發(fā)明的粉末狀硼鈹酸鈉化合物，對(duì)其進(jìn)行XRD檢測(cè)(圖3a)，其 分子式為NaBeBA。所述的含Na化合物原料為含鈉的氧化物或氫氧化物或碳酸 鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼酸鹽，所述的含Be化合物原料為Be0，所述的含B化
合物原料為H3B03或B203。
采用NaF-8203助熔劑體系，NaF/B203摩爾比為1/3 3/1，以Na為基準(zhǔn)時(shí)溶 質(zhì)與溶劑摩爾比為1/4 1/2，用熔鹽法生長(zhǎng)晶體。該方法包括按上述比例配置 并預(yù)處理化合物原料，將其混合均勻，然后裝入鉑坩鍋中，置于自制生長(zhǎng)爐內(nèi)， 升溫1000 110(TC至原料完全熔化，恒溫1 20小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度 以上5 10。C，將籽晶固定在籽晶桿的下端，從爐頂部的小孔導(dǎo)入坩堝，使籽晶 與熔體液面接觸開(kāi)始晶體生長(zhǎng)。籽晶桿的旋轉(zhuǎn)速度為10 20轉(zhuǎn)/分，降溫至飽 和溫度，然后按1 5'C/天的速率緩慢降溫。降溫結(jié)束后將晶體提離液面，以 10 3(TC/小時(shí)的速率降至室溫，獲得本發(fā)明的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體。采用 的化合物原料為含Na的氧化物或氫氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼酸鹽 和含Na的氟化物和BeO和仏803或B203。得到的晶體狀硼鈹酸鈉，再研磨成粉末， 對(duì)其進(jìn)行XRD檢測(cè)，結(jié)果如圖3b。
采用Na20-B203助熔劑體系，^0瓜03摩爾比為1/4 1/2，以Na為基準(zhǔn)時(shí)溶 質(zhì)與溶劑摩爾比為1/4 1/2，將原料按上述比例混合均勻，升溫1000 110(TC 至原料完全熔化，恒溫1 20小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以上5 1(TC，然后 按每日1 5'C的速率降溫至650°C，關(guān)閉爐子；待樣品冷卻至室溫后，用稀硝 酸和水洗去助熔劑，即獲得本發(fā)明的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體；采用的化合物 原料為含Na的氧化物或氫氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼酸鹽和BeO和
HsB03或B203。
實(shí)施例1采用高溫固相反應(yīng)合成化合物NaBeB306 所用原料Na2C03 1.0599克 (O.Olmol)
Be0 0. 5002克 (0. 02mol)
B203 2 . 08 86克 (0. 03mol)
其化學(xué)反應(yīng)方程式為 Na2C03+ 2BeO+ 3B203 =2 NaBeB306+ C02 t
具體操作步驟如下在操作箱內(nèi)將上述原料按上述劑量稱(chēng)好后，放入研缽 中混合均勻并仔細(xì)研磨，然后裝入030X30mm的鉑坩鍋中，用藥匙將其壓緊加 蓋，放入馬弗爐中(馬弗爐置于通風(fēng)櫥內(nèi)，通風(fēng)櫥排氣口通過(guò)水箱排氣)，緩慢 升溫至60(TC并恒溫預(yù)燒3小時(shí)，開(kāi)始升溫速率一定要緩慢，防治因分解造成配 比的變化，使固相反應(yīng)充分進(jìn)行。冷卻后取出坩鍋，此時(shí)樣品較疏松。接著取 出樣品在操作箱內(nèi)重新研磨均勻，再置于坩鍋中壓緊加蓋，在馬弗爐內(nèi)于80(TC 下燒結(jié)20小時(shí)，冷卻后取出，這時(shí)樣品結(jié)成一塊，將樣品放入研缽中搗碎研磨 即得產(chǎn)品。對(duì)該產(chǎn)物進(jìn)行X射線(xiàn)分析，所得譜圖(圖3a)與NBB單晶研磨成粉 末后的X射線(xiàn)圖(圖3b)是一致的。 實(shí)施例2
采用高溫固相反應(yīng)合成化合物NaBeB306 所用原料Na2C03 1.0599克 (O.Olmol)
Be0 0.5002克 (0.02mol)
H3B03 3. 7098克 (0.06mol) 其化學(xué)反應(yīng)方程式為
Na2C03+ 2BeO十6 H3B03 =2 NaBeB306+ C02 t +卵20 t
具體操作步驟如下在操作箱內(nèi)將上述原料按上述劑量稱(chēng)好后，放入研缽中混合均勻并仔細(xì)研磨，然后裝入①30X30mm的鉑坩鍋中，用藥匙將其壓緊加蓋， 放入馬弗爐中(馬弗爐置于通風(fēng)櫥內(nèi)，通風(fēng)櫥排氣口通過(guò)水箱排氣)，緩慢升溫 至60(TC并恒溫預(yù)燒3小時(shí)，開(kāi)始升溫速率一定要緩慢，防治因分解造成配比的 變化，使固相反應(yīng)充分進(jìn)行。冷卻后取出坩鍋，此時(shí)樣品較疏松。接著取出樣 品在操作箱內(nèi)重新研磨均勻，再置于坩鍋中壓緊加蓋，在馬弗爐內(nèi)于80(TC下燒 結(jié)20小時(shí)，冷卻后取出，這時(shí)樣品結(jié)成一塊，將樣品放入研缽中搗碎研磨即得 產(chǎn)品。對(duì)該產(chǎn)物進(jìn)行X射線(xiàn)分析，所得譜圖(圖3a)與NBB單晶研磨成粉末后 的X射線(xiàn)圖(圖3b)是一致的。 實(shí)施例3
采用熔鹽法生長(zhǎng)晶體NaBeB306
晶體生長(zhǎng)裝置為自制的電阻絲加熱爐，控溫設(shè)備為908PHK20型可編程自動(dòng) 控溫儀。選用Na20-B203做助熔劑，自發(fā)成核得到晶體。 所用原料Na2C03分析純AR21. 198克 (0. 2mo1) Be0分析純AR2.5011克 (0. lmol) B203 分析純AR41.772克 (0.6mol) 具體操作步驟如下將上述原料按上述劑量稱(chēng)好后，混合均勻，然后裝入 ①60X60mm的鉑坩鍋中，置于自制生長(zhǎng)爐內(nèi)，升溫IOOO'C至原料完全熔化，恒 溫10小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以上5 10°C，然后按每日3-C的速率降溫 至650'C，關(guān)閉爐子。待樣品冷卻后，用稀硝酸和水洗去助熔劑，即獲得透明的 NBB單晶。 實(shí)施例4
采用熔鹽法生長(zhǎng)晶體NaBeB306 晶體生長(zhǎng)裝置為自制的電阻絲加熱爐，控溫設(shè)備為908PHK20型可編程自動(dòng)控溫儀。選用NaF-8203做助熔劑，將實(shí)例3得到的晶體進(jìn)行定向切割成所設(shè)計(jì)的籽晶。 所用原料Na2C03 26. 498克 (0. 25mol)
BeO 12. 506克 (0. 5mol)
B203 87 . 025克 (1.25mol)
NaF 31. 493克 (0. 75mol)
具體操作步驟如下將上述原料按上述劑量稱(chēng)好后，混合均勻，然后裝入 ①60X60mm的鉑坩鍋中，置于自制生長(zhǎng)爐內(nèi)，升溫1000。C至原料完全熔化，恒 溫10小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以上5 1(TC，將籽晶固定在籽晶桿的下端， 從爐頂部的小孔導(dǎo)入坩堝，使籽晶與熔體液面接觸開(kāi)始晶體生長(zhǎng)。籽晶桿的旋
轉(zhuǎn)速度為is轉(zhuǎn)/分，降溫至飽和溫度，然后按rc/天的速率緩慢降溫。降溫結(jié)
束后將晶體提離液面，以2(TC/小時(shí)的速率降至室溫，即獲得較大尺寸的NBB單
晶<
實(shí)施例5
將實(shí)例4得到的晶體，加工切割，定向，拋光后置于圖l所示裝置中的3的 位置，在室溫下，用調(diào)QNd:YAG激光做輸入光源，入射波長(zhǎng)為1064nm，觀察到 明顯的532nm倍頻綠光輸出，輸出強(qiáng)度約為同等條件LBO的1. 22倍。
1權(quán)利要求
1. 化合物硼鈹酸鈉，其特征在于其化學(xué)式為NaBeB3O6，屬于正交晶系，空間群為Pna21，晶胞參數(shù)為＝β＝γ＝90°，z＝4，單胞體積為
2. —種權(quán)利要求1的硼鈹酸鈉化合物的制備方法，其特征在于將含Na、 Be和B的化合物原料按適當(dāng)比例均勻混合研磨后，緩慢升溫500 60(TC后，預(yù) 燒1 5小時(shí)；冷卻至室溫，取出研磨；然后在700 80(TC下燒結(jié)12 20小時(shí)， 冷卻至室溫即可獲得硼鈹酸鈉化合物；所述的含Na化合物原料為含鈉的氧化物 或氫氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼酸鹽，所述的含Be化合物原料為 BeO，所述的含B化合物原料為H3B03或B203。
3. 權(quán)利要求1的化合物硼鈹酸鈉的非線(xiàn)性光學(xué)晶體。
4. 一種權(quán)利要求3所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)方法，采用熔鹽 法生長(zhǎng)，其特征在于采用Na20-BA助熔劑體系，Na20/BA摩爾比為1/4 1/2， 以Na為基準(zhǔn)時(shí)溶質(zhì)與溶劑摩爾比為1/4 1/2，將原料按上述比例混合均勻，升 溫1000 110(TC至原料完全熔化，恒溫1 20小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以 上5 1(TC，然后按每日1 5r的速率降溫至65(TC，關(guān)閉爐子；待樣品冷卻至 室溫后，用稀硝酸和水洗去助熔劑，即獲得本發(fā)明的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體; 采用的化合物原料為含Na的氧化物或氫氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼 酸鹽和Be0和H3B0s或B203。
5. —種權(quán)利要求3所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的生長(zhǎng)方法，采用熔鹽 法生長(zhǎng)，其特征在于采用NaF-B203助熔劑體系，NaF/B203摩爾比為1/3 3/1， 以Na為基準(zhǔn)時(shí)溶質(zhì)與溶劑摩爾比為1/4 1/2，將原料按上述比例混合均勻，升 溫1000 110(TC至原料完全熔化，恒溫1 20小時(shí)后，迅速降溫至飽和溫度以 上5 1(TC，將籽晶固定在籽晶桿的下端與熔體液面接觸開(kāi)始晶體生長(zhǎng)；籽晶桿的旋轉(zhuǎn)速度為10 20轉(zhuǎn)/分，降溫至飽和溫度，然后按1 5tV天的速率緩慢降 溫；降溫結(jié)束后將晶體提離液面，以10 3(TC/小時(shí)的速率降至室溫，獲得本發(fā) 明的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體；采用的化合物原料為含Na的氧化物或氫氧化物 或碳酸鹽或硝酸鹽或草酸鹽或硼酸鹽和含Na的氟化物和BeO和？13803或B203。
6. —種權(quán)利要求3所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，其特征在于 該非線(xiàn)性光學(xué)晶體用于激光器激光輸出的頻率變換。
7. —種權(quán)利要求6所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，其特征在于 該晶體用于對(duì)波長(zhǎng)為1. 064 u m的激光光束產(chǎn)生2倍頻或3倍頻或4倍頻或5倍 頻的諧波光輸出。
8. —種權(quán)利要求6所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，其特征在于-該晶體用于產(chǎn)生波長(zhǎng)低于200nm的諧波光輸出。
9. 一種權(quán)利要求6所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，其特征在于 所述的非線(xiàn)性光學(xué)晶體為用于紫外區(qū)的諧波發(fā)生器，光參量與放大器件及光波 導(dǎo)器件。
10. —種權(quán)利要求6所述的硼鈹酸鈉非線(xiàn)性光學(xué)晶體的用途，其特征在于 所述的非線(xiàn)性光學(xué)晶體為從紅外到紫外區(qū)的光參量與放大器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及非線(xiàn)性光學(xué)晶體硼鈹酸鈉及其生長(zhǎng)方法和用途。其化學(xué)式為NaBeB₃O₆，屬于正交晶系，空間群為Pna2₁，晶胞參數(shù)為a＝9.1531，b＝11.9337，c＝4.3724，α＝β＝γ＝90°，z＝4，單胞體積為V＝477.60³。它的倍頻系數(shù)是LiB₃O₅(LBO)的1.22倍。它的紫外吸收邊短于190nm。采用固相合成方法在高溫下燒結(jié)獲得NBB化合物。使用熔鹽法，以Na₂O-B₂O₃或者NaF-B₂O₃做助熔劑可以成功生長(zhǎng)出單晶體。NaBeB₃O₆具有非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)，不溶于稀酸，化學(xué)穩(wěn)定性好，可在各種非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并將開(kāi)拓深紫外波段的非線(xiàn)性光學(xué)應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01S3/16GK101545138SQ20081007080
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者寧 葉, 煒 李, 王時(shí)超 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所