专利名称：化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体，该晶体的化学式为Na2 [BO2 (OH)].H2O,及制备方法和利用该晶体制作的非线性光学器件。
背景技术：
非线性光学晶体在许多领域，如激光技术、大气监测、国防等方面，都有着重要的应用价值。非线性光学材料是当代光电子产业的物质基础，是固体激光技术、红外技术、光通信与信息处理等领域发展的重要支柱，在科研、工业、交通、国防和医疗卫生等方面发挥越来越重要的作用。当前，直接利用非线性光学晶体所能获得的激光波段有限，从紫外到红外谱区，尚存有激光空白波段，利用频率转换晶体，可将有限激光波长的激光转换成新波段的激光，这是获得新激光光源的重要手段。实现激光波长的高效率转换的关键问题是能否获得高质量、性能优良的非线性光学晶体。尽管如此，非线性光学晶体的综合性能仍然存在诸多不足，寻找和研究新型非线性光学晶体材料仍然是当前一个非常重要的工作。依据透光波段和适用范围，非线性光学晶体材料可分为紫外光区、可见光区和红外光区非线性光学材料。长期以来，寻找具有优良性质的紫外非线性光学材料一直是国内外科学家所关注的热点。研究最早的紫外波段的频率转换晶体是五硼酸钾(KB5O8.4Η20)晶体，虽然它的透过波段达真空紫外，但因其倍频系数甚小(仅为A`DP晶体的1/10)，所以在应用上受到很大限制。自20世纪70年代末至80年代，科学家们相继发现了一系列具有优良性能的紫外非线性光学晶体，如ΒΒ0(β-偏硼酸钡)、LB0(三硼酸锂)、KBBF(氟硼酸铍钾)等。虽然这些材料的晶体生长技术已日趋成熟，但仍存在着明显的不足之处:如晶体易潮解、生长周期长、层状生长习性严重及价格昂贵等。因此，寻找新的紫外非线性光学晶体材料仍然是一个非常重要的工作。
发明内容
本发明的目的是为了弥补各类激光器发射激光波长的空白光谱区，提供一种紫外吸收边较低，透光波段较宽，二阶非线性光学系数较大，能够实现相位匹配，容易制备且稳定性较好的化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体，该晶体化学式为Na2 [BO2 (OH)].H2O0本发明的另一目的是提供一种使用水溶液法操作简便的制备化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体的方法。本发明的再一目的是提供化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体的用途。本发明所述的一种化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体，该晶体的化学式为Na2 [BO2 (OH)].H2O,分子量为123.81，属于正交晶系，空间群为PCa21;单胞参数为
权利要求
1.一种化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体，其特征在于该晶体的化学式为Na2 [BO2 (OH) ].H2O,分子量为123.81，属于正交晶系，空间群为PCa21;单胞参数为a=10.697(3) Kb^ 5.2389(15) A,6-6.4568 (18) A0
2.根据权利要求1所述的化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体的制备方法，其特征在于采用水溶液法制备晶体，具体操作按下列步骤进行: a、将NaOH或Na2O溶解在去离子水中，加入H3BO3或B2O3,然后再加入LiF，在温度为25°C下的超声波中处理60min，使其充分混合溶解； b、将步骤a中的溶液自然冷却至室温后，用膜封口并在膜上扎若干个小孔或者直接将溶液体系敞口，在反应温度25-50°C下静置10-60天； C、待步骤b溶液在容器的底部生长出许多的晶体颗粒，直至晶体大小无明显变化，生长结束，将含有 晶体的溶液过滤，得到一水合硼酸钠透明晶体； d、选择质量较好的晶体作为籽晶，将其悬挂于已配制好的NaOH或Na2O,与LiF和H3BO3或B2O3的饱和水溶液中，通过1_5°C /天的降温速率降至室温或在温度25-50°C下恒温，恒温时间为5-60天，即可得到具有厘米级的一水合硼酸钠晶体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤a中NaOH、LiF和H3BO3的摩尔比为:1:1:1 ;NaOH、LiF 和 B2O3 的摩尔比为:2: 2: I ;Na20、LiF 和 H3BO3 的摩尔比为:1:2: 2 ;Na20、LiF 和 B2O3 的摩尔比为:1: 2:1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤b溶液放在干净、无污染、空气无对流的环境中。
5.根据权利要求1所述的一水合硼酸钠非线性光学晶体，其特征在于该晶体在制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器的用途。
全文摘要
本发明涉及一种化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途，该晶体的化学式为Na2[BO2(OH)]·H2O，属于正交晶系，空间群为Pca21，分子量为123.81，其粉末倍频效应达到KDP(KH2PO4)的0.6倍。采用水溶液法，在3-60天内，通过缓慢挥发水分，得到晶体，选择质量较好的晶体作为籽晶，通过程序降温或恒温的方法即可得到具有厘米级的化合物一水合硼酸钠非线性光学晶体。该晶体生长过程具有操作简单，成本低，所用的试剂为无机原料，毒性低，生长周期短，物化性质稳定等优点。本发明的非线性光学晶体在倍频转换、光参量振荡器等非线性光学器件中可以得到广泛应用。
文档编号C30B29/22GK103088424SQ20111033926
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者潘世烈, 赵文武 申请人:中国科学院新疆理化技术研究所