专利名称：硼酸锌镉多晶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种非线性的光学硼酸锌镉多晶及其制备方法。
背景技术：
探索转换效率高、透过波段宽、光损伤阈值大、物化性能稳定的新型非线性光学晶体，一直是激光变频领域的热门课题。上世纪七十年代以来，国内外虽已研制出KDP、LN、BBO、KN、KTP、LBO、CBO、CLBO等一系列非线性光学晶体，但这些晶体在激光变频领域应用时，都各有自己的优缺点，使用也受到一定的限制，因此不断寻找性能更好、更能适用于某种变频应用的新型非线性光学晶体一直是研究的热点。到目前为止，可作激光变频应用的硼酸盐晶体的非线性光学系数比起磷酸盐和铌酸盐晶体的来都不算大。1999年德国Becker等人研制出BiB3O6(BiBO)晶体(Becker P，Lieberty J，Bobaty L，J.Cryst.Growth.1999，203(1-2)149～155)，其非线性光学系数就算比较大的了(最大的d26＝2.8pm/v)，但其熔点(726℃)相当低，熔体黏度很大，不容易长出高质量的单晶。
自二十世纪五十年代以来，有关CdO-ZnO-B2O3三元体系化合物就陆续有所报道Cd2ZnB4O9(Harrison，D.E.，Hummel，F.A.J.Electrochem.Soc.1959，106，24～26)、Cd0.5Zn0.5B4O7(Laureiro，Y.，Camps M.D.，Veiga M.L.，Jerez A.，Pico，C.Eur.J.SolidState Inorg.Chem.1988，25，381～386)、Cd3Zn3B4O12(Whitaker，A.，Channell，A.D.J.Mater.Sci.1993，28，2489～2493)、(Cd0.01Zn0.99)BO3(OH)(Xin Yuan，Dezhong Shen et al.J.Synthetic Crystals.2006，35(1)15～19)，但都只涉及它们的XRD谱图、相组成和存在的温度范围等报道。关于CdO-ZnO-B2O3三元系单晶的研究，孙同庆等报道了Cd3Zn3B4O12(Tongqing Sun，Feng Pan et al.Acta Cryst.，2003，C59i107～i108)的晶体结构，Cd3Zn3B4O12也是一种非线性光学性能优良的晶体，潘峰等已获得该晶体的中国发明专利授权(专利号ZL 02 1 24079.5)；袁欣等合成了新晶体Cd1.17Zn0.83B2O5和Cd0.02Zn0.98(BO2)6(Xin Yuan，Dezhong Shen et al.J.Cryst.Growth.2006，292485～463)，但这两种晶体生长困难、非线性光学系数不大，应用前景并不十分明朗。
发明内容
本发明的目的是提供一种非线性光学硼酸锌镉多晶及其制备方法。
本发明所提供的硼酸锌镉多晶，分子式为CdZn2B2O6，简称为CZBO晶体。
本发明镉硼酸锌镉多晶的制备方法，是将CdO、ZnO和H3BO3在700-850℃下反应。
其中，优选的，反应温度为800℃，反应时间为60小时。
反应过程为将CdO、ZnO和H3BO3研磨和混合均匀后，压块放入铂坩锅中进行反应。
本发明制备了一种新型的非线性光学硼酸锌镉多晶，该物质具有非线性光学性能，经粉末倍频效应测试，CZBO的非线性光学系数为KDP的14.28倍。该晶体在空气中不潮解，具有良好的机械性能，可在谐波发生器件、光参量和光放大器件、电光调制器件以及光波导器件等非线性光学领域获得应用。
图1为多晶样品的X-射线粉末衍射图；图2为多晶样品的热分析曲线。
具体实施例方式
CdZn2B2O6多晶样品可以通过下列化学反应合成
按照化学计量比称取CdO、ZnO和H3BO3，经研磨和混合均匀后，压块放入铂坩锅中，升温至约800℃恒温烧结60小时，得到CZBO多晶样品。图1为所得多晶样品的X-射线粉末衍射图，图2为所得多晶样品的热分析曲线。经粉末倍频测试确认具有强的粉末倍频效应，其粉末倍频系数为KDP的14.28倍。
CZBO晶体的物理化学性能稳定，在空气中不潮解，机械性能良好。
实施例1以化学合成CdZn2B2O6为例，则使用的原料配比为CdO∶ZnO∶H3BO3＝20∶40∶40(摩尔比)。按照化学计量比称取CdO，ZnO和H3BO3，经仔细研磨和混合均匀后，压块放入铂坩锅中，于马弗炉中升温至约800℃恒温烧结60小时，得到CZBO多晶样品。
实施例2以化学合成CdZn2B2O6为例，则使用的原料配比为CdO∶ZnO∶H3BO3＝19∶39∶42(摩尔比)。按照化学摩尔比称取CdO，ZnO和H3BO3，经仔细研磨和混合均匀后，压块放入铂坩锅中，于马弗炉中升温至约800℃恒温烧结60小时，得到CZBO多晶样品。
实施例3室温下，用YAG激光器作为光源，采用入射波长1064nm、强度22.5mJ、脉冲宽度10ns、光斑直径7mm的激光，对KDP(磷酸二氢钾)和CZBO样品进行非线性光学系数对比测试。实验得到出射波长为532nm的倍频激光，测得CZBO多晶粉末的倍频系数为KDP的14.28倍。
权利要求
1.分子式为CdZn2B2O6的硼酸锌镉多晶。
2.权利要求1所述镉硼酸锌镉多晶的制备方法，是将CdO、ZnO和H3BO3在700-850℃下反应，得到所述镉硼酸锌镉多晶。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于反应温度为800℃，反应时间为60小时。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于反应过程为将CdO、ZnO和H3BO3研磨和混合均匀后，压块放入铂坩锅中进行反应。
全文摘要
本发明公开了硼酸锌镉多晶及其制备方法。本发明所提供的硼酸锌镉多晶，分子式为CdZn
文档编号G02F1/35GK1975553SQ20061016534
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月18日 优先权日2006年12月18日
发明者张帆, 沈德忠, 沈光球, 王晓青 申请人:清华大学