CN101591809B - 大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 - Google Patents
大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101591809B CN101591809B CN2009101133705A CN200910113370A CN101591809B CN 101591809 B CN101591809 B CN 101591809B CN 2009101133705 A CN2009101133705 A CN 2009101133705A CN 200910113370 A CN200910113370 A CN 200910113370A CN 101591809 B CN101591809 B CN 101591809B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal
- sodium borate
- hydrated sodium
- temperature
- linear optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有厘米级的大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途，该晶体分子式为：Na2B5O11H5，属于正交晶系，空间群为Pna21，分子量为281.07，单胞参数为
采用水热法，通过水热反应，得到具有厘米级的大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体。该晶体非线性光学效应为KDP晶体的2/3倍，紫外吸收截至边在190nm以下，在紫外和可见光区有宽的透过范围。该晶体生长过程具有操作简单，成本低，所用的毒性小，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。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机硼酸盐非线性光学晶体，属于无机化学领域，也属于晶体学领域、材料科学领域和光学领域。
背景技术
非线性光学效应起源于激光与介质的相互作用。当激光在具有非零二阶极化率的介质中传播时，会产生倍频、和频、差频、光参量放大等非线性光学效应。非线性光学晶体材料已经深入到激光技术的各个领域，现已成为激光变频、电光调制和光折变晶体记忆和存储等技术必不可少的晶体材料。正是由于非线性光学晶体材料有如此重要的应用前景，因而国内外关于非线性光学晶体材料的研究一直非常活跃。然而尽管如此，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。
无机非线性光学晶体材料依据其透光波段和适用范围，可分为紫外光区非线性光学材料、可见光区非线性光学材料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(KB5O8·4H2O)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ADP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BBO(β-偏硼酸钡)、LBO(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，寻找新的非线性光学晶体材料仍然是一个非常重要的工作。
在激光技术中，直接利用激光晶体所能获得的激光波段有限，从紫外到红外光谱区，尚存有空白波段。使用非线性光学晶体，通过倍频、混频、光参量振荡等非线性光学效应，可将有限的激光波长转换成新波段的激光。利用这种技术可以填补各类激光器件发射激光波长的空白光谱区，使激光器得到更广泛的应用。全固态激光系统可以由固体激光器产生近红外激光再经非线性光学晶体进行频率转换来实现，在激光技术领域有巨大的应用前景和经济价值。
虽然Na2B5O11H5化合物早在1975年已有相继报道(如Corazza，E.；Menchetti，S.；Sabelli，C.Acta Cryst.1975，31，2405.等)，但是这些报道尚未涉及到晶体线性、非线性性能的测试研究以及其在非线性光学方面的应用。要测试一种晶体的基本物理性能(包括非线性光学性能)需要该晶体的尺寸达数毫米甚至厘米级的单晶，至今尚未见到有关制备大小足以供物性测试用的Na2B5O11H5单晶的报道，更无法在市场上购到该晶体，另外也没有关于Na2B5O11H5单晶非线性光学性能测试结果的报告或将Na2B5O11H5单晶用于制作非线性光学器件的报道。
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，从而提供一种具有厘米级的大尺寸透明的水合硼酸钠(Na2B5O11H5)非线性光学晶体；
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大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体的制备方法；
本发明的又一目的是提供大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体的性能分析。
本发明的再一目的是提供大尺寸水合硼酸钠非线性光学器件的用途。
本发明所要解决的问题是提供一种透光波段较宽，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无机紫外非线性光学晶体材料及其制备方法和用途。
本发明提供的技术方案是：一种无机紫外非线性光学晶体材料，其分子式为Na2B5O11H5，晶体空间群为Pna21。
本发明所述的一种具有厘米级的大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体，该晶体分子式为：Na2B5O11H5，属于正交晶系，空间群为Pna21，分子量为281.07，单胞参数为
Z＝4，透光波段紫外吸收截至边在190nm以下。
所述的大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体的制备方法，采用水热法制备晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将NaOH、Na2CO3、Na2B4O7·10H2O或Na2O加入到体积为25-100mL的高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入H3BO3或B2O3，再加入去离子水0.5-10mL，将不完全溶解的混合物在30-60℃下，置于超声波中处理60min，使其充分混合均匀；
b、将步骤a中的混合溶液自然冷却至室温后，加入NaOH调节pH值为8-11；
c、将步骤b中混合溶液所在的聚四氟乙烯内衬盖子旋紧，装入相应的高压反应釜中，将反应釜活塞旋紧；
d、将步骤c中的高压反应釜放置在恒温箱内。按20-60℃/小时的升温速率升至170-200℃，恒温3-15天，再以10-100℃/天的降温速率降至室温；
e、打开高压反应釜，在粘稠的的溶液中获得具有厘米级的大尺寸水合硼酸钠晶体。
步骤a中NaOH和H3BO3的摩尔比为1∶1-3；NaOH和B2O3的摩尔比为1∶0.5-2；Na2CO3或Na2O和H3BO3的摩尔比为1∶2-7；Na2CO3或Na2O和B2O3的摩尔比为1∶1-4；Na2B4O7·10H2O和H3BO3的摩尔比为1∶1-2；Na2B4O7·10H2O和B2O3的摩尔比为1∶0.5-2。
步骤c溶液放在干净、无污染的高压反应釜中。
所述的水合硼酸钠非线性光学晶体作为制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器的用途。
所述的水合硼酸钠非线性光学晶体作为制备上或下频率转换器、倍频发生器或光参量振荡器包含至少一束入射电磁辐射通过至少一块非线性光学晶体后产生至少一束频率不同于入射电磁辐射的输出辐射的装置。
本发明所述的水合硼酸钠非线性光学晶体，该晶体的分子式为Na2B5O11H5，在紫外可见区域190-900nm范围内仍有较高的透过，紫外吸收截至边在190nm以下，非线性光学效应约为KDP的2/3倍，空间群为Pna21。此晶体制备简单，生长周期短，所使用的起始原料毒性低对人体毒害小。
本发明所用的方法为水热法，即将起始原料按照一定比例混合后，加入少量去离子水，放置在高压反应釜中，通过一定温度范围内的恒温和降温速率，可得到具有厘米级的透明的大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体。
制备Na2B5O11H5化合物的化学反应式：
(1)NaOH+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O
(2)Na2CO3+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+CO2↑+H2O
(3)Na2B4O7·10H2O+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O
(4)Na2B4O7·10H2O+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O
(5)NaOH+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O
(6)Na2CO3+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+CO2↑+H2O
(7)Na2O+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O
(8)Na2O+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O
本发明中含NaOH、Na2B4O7·10H2O、Na2CO3，Na2O，H3BO3和B2O3等化合物可采用市售的试剂及原料，晶体极易长大且透明，具有操作简单，生长速度快，生长周期短，成本低，容易获得大尺寸晶体等优点。
本发明制备的水合硼酸钠非线性光学晶体作为制备非线性光学器件，包括制作倍频发生器、上或下频率转换器和光参量振荡器。所述的用水合硼酸钠非线性光学晶体制作的非线性器件包含将透过至少一束入射基波光产生至少一束频率不同于入射光的相干光。
所述水合硼酸钠非线性光学晶体对光学加工精度无特殊要求。
附图说明
图1是Na2B5O11H5的X-射线衍射图谱；
图2是Na2B5O11H5的单晶照片；
图3为本发明制作的非线性光学器件的工作原理图，其中包括(1)为激光器，(2)为全聚透镜，(3)为水合硼酸钠非线性光学晶体，(4)为分光棱镜，(5)为滤波片，ω为折射光的频率等于入射光频率或是入射光频率的2倍。
具体实施方式：
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明：
实施例1：
以化学反应式NaOH+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤如下：
称取摩尔比为1∶1的NaOH固体及H3BO3粉末，并将其混合在25mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入0.5mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度30℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为9；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以温度30℃/小时的升温速率升至180℃，恒温6天，再以20℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例2：
以化学反应式Na2CO3+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+CO2↑+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶2的Na2CO3固体及H3BO3粉末，并将其混合在40mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入1mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度40℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为8；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以50℃/小时的升温速率升至170℃，恒温3天，再以30℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例3：
以化学反应式NaOH+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶1的NaOH固体及B2O3粉末，并将其混合在35mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入2mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度60℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为11；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以40℃/小时的升温速率升至200℃，恒温10天，再以30℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例4：
以化学反应式Na2CO3+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+CO2↑+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶1的Na2CO3固体及B2O3粉末，并将其混合在50mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入2.5mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度60℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为9；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以30℃/小时的升温速率升至190℃，恒温5天，再以20℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例5：
以化学反应式Na2O+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶3的Na2O固体及B2O3粉末，并将其混合在65mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入5mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度30℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为8；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以30℃/小时的升温速率升至170℃，恒温6天，再以30℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例6：
以化学反应式Na2B4O7·10H2O+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶2的Na2B4O7·10H2O固体及H3BO3粉末，并将其混合在高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入1mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度30℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为9；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以50℃/小时的升温速率升至170℃，恒温7天，再以10℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例7：
以化学反应式Na2B4O7·10H2O+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶1的Na2B4O7·10H2O固体及B2O3粉末，并将其混合在80mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入8mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度45℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为11；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以50℃/小时的升温速率升至190℃，恒温12天，再以10℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例8：
以化学反应式Na2O+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶4的Na2O固体及H3BO3粉末，并将其混合在100mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入10mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度55℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为10；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以30℃/小时的升温速率升至200℃，恒温15天，再以100℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例9：
以化学反应式NaOH+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤如下：
称取摩尔比为1∶3的NaOH固体及H3BO3粉末，并将其混合在35mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入0.8mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度35℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为8.5；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以温度25℃/小时的升温速率升至175℃，恒温4天，再以15℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例10：
以化学反应式Na2CO3+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+CO2↑+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶1.5的Na2CO3固体及H3BO3粉末，并将其混合在45mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度50℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为9；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以35℃/小时的升温速率升至180℃，恒温6天，再以50℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例11：
以化学反应式NaOH+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶2的NaOH固体及B2O3粉末，并将其混合在45mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入4mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度55℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为10；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以40℃/小时的升温速率升至190℃，恒温11天，再以35℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例12
以化学反应式NaOH+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶0.5的NaOH固体及B2O3粉末，并将其混合在65mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入6mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度58℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为11；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以48℃/小时的升温速率升至200℃，恒温12天，再以45℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例13：
以化学反应式Na2CO3+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+CO2↑+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶4的Na2CO3固体及B2O3粉末，并将其混合在70mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入5mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度55℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为9；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以40℃/小时的升温速率升至190℃，恒温8天，再以40℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例14：
以化学反应式Na2O+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶2的Na2O固体及B2O3粉末，并将其混合在85mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入9mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度48℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为8；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以50℃/小时的升温速率升至200℃，恒温10天，再以80℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例15：
以化学反应式Na2B4O7·10H2O+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶1的Na2B4O7·10H2O固体及H3BO3粉末，并将其混合在高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入6mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度38℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为9.5；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以55℃/小时的升温速率升至175℃，恒温7天，再以20℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例16：
以化学反应式Na2B4O7·10H2O+B2O3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶2的Na2B4O7·10H2O固体及B2O3粉末，并将其混合在90mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入10mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度60℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为10.5；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以60℃/小时的升温速率升至200℃，恒温12天，再以90℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例17：
以化学反应式Na2O+H3BO3+H2O→Na2B5O11H5+H2O为例，具体操作步骤依据实施例1进行；
称取摩尔比为1∶7的Na2O固体及H3BO3粉末，并将其混合在100mL高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入10mL去离子水，将不完全溶解的物质在超声波中，温度55℃处理60min，使其充分混合均匀；
然后将聚四氟乙烯内衬取出，自然冷却至室温，加入NaOH调节pH值为11；
压紧聚四氟乙烯内衬盖子，装入到相应的干净、无污染的不锈钢高压反应釜中，旋紧活塞；
将反应釜放入到恒温箱中，以25℃/小时的升温速率升至200℃，恒温15天，再以100℃/天的降温速率降至室温；
打开反应釜，在粘稠的溶液中即可获得生长良好的具有厘米级的大尺寸的水合硼酸钠晶体。
实施例18：
将实施例1-17中所得的晶体，按附图3所示安置在(3)的位置上，在室温下，用调Q Nd:YAG激光器的1064nm输出作光源，观察到明显的532nm倍频绿光输出，输出强度约为同等条件KDP的2/3倍。
图3所示为，由调Q Nd:YAG激光器1发出波长为1064nm的红外光束经全聚透镜2射入水合硼酸钠非线性光学晶体，产生波长为532nm的绿色倍频光，出射光束4含有波长为1064nm的红外光和532nm的绿光，经滤波片5滤去后得到波长为532nm的倍频光。
Claims (4)
1.一种具有厘米级的大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体的制备方法，其特征在于该晶体分子式为：Na2B5O11H5，属于正交晶系，空间群为Pna21，分子量为281.07，单胞参数为
Z＝4，采用水热法制备晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、将NaOH、Na2CO3、Na2B4O7·10H2O或Na2O加入到体积为25-100mL的高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入H3BO3或B2O3，再加入去离子水0.5-10mL，将不完全溶解的混合物在温度30-60℃下，置于超声波中处理60min，使其充分混合均匀；
b、将步骤a中的混合溶液自然冷却至室温后，加入NaOH调节pH值为8-11；
c、将步骤b中混合溶液所在的聚四氟乙烯内衬盖子旋紧，装入相应的高压反应釜中，将反应釜活塞旋紧；
d、将步骤c中的高压反应釜放置在恒温箱内，按温度20-60℃/小时的升温速率升至170-200℃，恒温3-15天，再以10-100℃/天的降温速率降至室温；
e、打开高压反应釜，在粘稠的的溶液中获得具有厘米级的大尺寸水合硼酸钠晶体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a中NaOH和H3BO3的摩尔比为1∶1-3；NaOH和B2O3的摩尔比为1∶0.5-2；Na2CO3或Na2O和H3BO3的摩尔比为1∶2-7；Na2CO3或Na2O和B2O3的摩尔比1∶1-4；Na2B4O7·10H2O和H3BO3的摩尔比为1∶1-2；Na2B4O7·10H2O和B2O3的摩尔比为1∶0.5-2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c溶液放在干净、无污染的高压反应釜中。
4.根据权利要求1所述的水合硼酸钠非线性光学晶体的制备方法制备的水合硼酸钠非线性光学晶体的用途，其特征在于，用于制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101133705A CN101591809B (zh) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101133705A CN101591809B (zh) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101591809A CN101591809A (zh) | 2009-12-02 |
| CN101591809B true CN101591809B (zh) | 2012-03-28 |
Family
ID=41406682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009101133705A Expired - Fee Related CN101591809B (zh) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101591809B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914809B (zh) * | 2010-08-11 | 2014-03-12 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物氯硼酸钾非线性光学晶体及制备方法和用途 |
| CN102071465B (zh) * | 2011-01-30 | 2013-01-16 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 大尺寸非线性光学晶体水合硼酸钾、其制备方法及应用 |
| CN102627317B (zh) * | 2012-04-01 | 2013-11-27 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物碱式硝酸铅和碱式硝酸铅非线性光学晶体及制备方法和用途 |
| CN102839422B (zh) * | 2012-09-28 | 2015-04-22 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 大尺寸二羟基五硼酸锂晶体的制备方法 |
| CN104674346B (zh) * | 2013-11-26 | 2018-03-09 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物一水合碳酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
| CN107299395A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-27 | 新疆大学 | 水合钒酸钡非线性光学晶体的制备方法和用途 |
-
2009
- 2009-06-23 CN CN2009101133705A patent/CN101591809B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BY E.CORAZZA等.The Crystal Structure of Nasinite, Na2[B5O8(OH)].2H2O.《Acta Cryst.》.1975,第B31卷2405-2410. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101591809A (zh) | 2009-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103114334B (zh) | 化合物四羟基硼酸钡和四羟基硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN101514479B (zh) | 大尺寸水合硼酸钾非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| CN101591809B (zh) | 大尺寸水合硼酸钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| CN101435108B (zh) | 大尺寸非线性光学晶体硼酸铅溴的制备方法 | |
| CN103031607B (zh) | 红外非线性光学晶体AB4C5Se12 | |
| CN103696006B (zh) | 水合羟基硼酸锶和水合羟基硼酸锶非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN104562196B (zh) | 化合物水合硼酸铅非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN101603203B (zh) | 八水合偏硼酸锂非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| CN104562197A (zh) | 化合物一水一硼酸二羟基十硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN103205811B (zh) | 大尺寸氯氟硼酸钡非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| CN102071465B (zh) | 大尺寸非线性光学晶体水合硼酸钾、其制备方法及应用 | |
| CN105133012B (zh) | 水合硼酸锂非线性光学晶体的制备方法和用途 | |
| CN106544727B (zh) | 碘酸氟铋非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| CN106192002B (zh) | 铷硼碳氧碘氢和铷硼碳氧碘氢非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN103088424B (zh) | 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 | |
| CN103173859A (zh) | 化合物硼磷酸钠镉和硼磷酸钠镉非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN103088423A (zh) | 化合物钡硼氧氟和钡硼氧氟非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN104562208A (zh) | 化合物一水一硼酸二羟基十硼酸钙非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN102627317B (zh) | 化合物碱式硝酸铅和碱式硝酸铅非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN1321228C (zh) | 硼铝酸盐、硼铝酸盐非线性光学晶体及其生长方法和用途 | |
| CN105274621A (zh) | 一种钼磷酸氟钾化合物、其非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
| CN105316764B (zh) | 化合物一水一羟基五硼酸钙非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
| CN103060918B (zh) | 2-氨基-3-硝基吡啶溴化盐非线性光学晶体 | |
| CN103710749A (zh) | 氟碳酸钙钠化合物及其非线性光学晶体与晶体生长方法 | |
| CN110306240A (zh) | 碘酸钾钠非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120328 Termination date: 20180623 |