CN1995489A - 非线性光学晶体硼铌酸钾及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
非线性光学晶体硼铌酸钾及其制备方法和用途，涉及人工晶体领域。以K2MoO4－LiF为助熔剂，在1150～1000℃温度区间内，采用熔盐顶部籽晶法，以1～5℃/天的降温速率，5～35rpm的晶体转速，生长出了高质量、较大尺寸的KNbB2O6晶体。物理性能测试表明，该晶体的倍频系数为KDP晶体的7倍，其透过波段为300－3200nm，由于具有较理想的各种物理、化学和机械等性能，因此该晶体可望成为一种新的适用于可见和近红外波段的倍频激光晶体，并有望获得实际应用。
Description
技术领域
本发明属于光电子材料技术领域，特别是涉及作为激光器中的非线性光学晶体。
背景技术
非线性光学晶体材料是激光技术中广泛使用的一种晶体材料，它主要用于对激光波长进行变频，扩展激光器的可调谐频率范围。目前，得到广泛应用的主要是倍频、差频、和频等技术，它通常采用一块专门的非线性光学晶体，置于激光束前面来改变激光束输出波长。
经过几十年来各国科学家的努力，目前已发现了许多的非线性光学晶体，并有一些非线性光学晶体得到了实际应用，如：KDP、KTP、LBO、BBO、LiNbO3等，但因各种原因，尚未得到各波段均适用的非线性光学晶体，因此各国科学家仍旧在极力关注着各类新型非线性光学晶体的探索和研究。
发明内容
本发明的目的就在于研制一种新的非线性光学晶体，它具有较大的非线性光学系数，能适用于可见光和近红外光区域的变频材料。
由于KNbB2O6为非同成分熔化，因此它必须采用助熔剂方法生长。我们经过实验找到了生长KNbB2O6晶体的较理想的助熔剂：K2MoO4-KF(10∶1mole)，并生长出了较高光学质量的KNbB2O6晶体。
具体的化学反应式如下：
K2CO3+Nb2O5+4H3BO3＝2KNbB2O6+6H2O↑+CO2↑
K2CO3+MoO3＝K2MoO4+CO2↑
所用的原料纯度及厂家如下：
| 药品名 | 纯度 | 厂家 |
| Nb2O5 | 99.99％ | 中国医药集团上海化学试剂公司 |
| K2CO3 | AR | 汕头市光华化学厂 |
| MoO3 | 99.99％ | 中国医药集团上海化学试剂公司 |
| H3BO3 | 99.99％ | 中国医药集团上海化学试剂公司 |
| KF | 99.95％ | 广州化学试剂厂 |
助熔剂方法生长非线性光学晶体硼铌酸钾，其主要生长条件如下：所用助熔剂为K2MoO4-KF(10∶1mole)，其mole比为KNbB2O6∶K2MoO4-KF＝(65-80％)∶(35-20％)，生长温度1150～1000℃、降温速率0.5～5℃/天、晶体转速5～35转/分钟。。
将生长出的KNbB2O6晶体，在四圆衍射仪上进行了衍射数据的收集，结构分析表明，该晶体的分子式为KNbB2O6，空间群为Pn11，单胞参数为：a＝31.232(3)，b＝7.317(3)，c＝9.214(3)，Z＝8。对该晶体进行了非线性光学系数、透光范围等物化性能方面的分析测试，结果表明：KNbB2O6晶体的非线性光学系数为KDP晶体的7倍，其透过波段为300-3200nm。
KNbB2O6晶体在非线性光学系数、透光范围等物化性能方面均具有较理想的数值，且其易于生长出较好光学质量的晶体，生长成本低。因此，KNbB2O6晶体有望成为一个好的非线性光学晶体，适用于可见光和近红外光区域激光的变频，并得到实际应用。
具体实施方式
生长原料为KNbB2O6∶(K2MoO4-KF)＝75∶25(mole比)。采用熔盐顶部籽晶法，在φ65×50mm3的铂坩锅中，加入生长原料，升温至1200℃，恒温20小时，降温至1130℃，用1.3×1.5×8mm的籽晶进行生长，降温速率为第一周0.5℃/天、第二、三周1℃/天、以后2℃/天，晶转为20转/分钟，经过45天的生长，获得尺寸为25×28×20mm3的较好光学质量的KNbB2O6晶体。
Claims (4)
1.一种非线性光学晶体硼铌酸钾，其特征在于：该晶体的分子式为KNbB2O6，空间群为Pn11，单胞参数为：a＝31.232(3)，b＝7.317(3)，c＝9.214(3)，Z＝8。
2.一种权利要求1的非线性光学晶体硼铌酸钾的制备方法，其特征在于：该晶体以熔盐顶部籽晶法生长，所用助熔剂为K2MoO4-LiF(10：1mole)；熔体组分为：KNbB2O6原料65-80％mole，助熔剂K2MoO4-LiF35-20％mole；晶体生长的参数为：生长温度1150～1000℃、降温速率0.5～5℃/天、晶体转速5～35转/分钟。
3.一种权利要求1的非线性光学晶体硼铌酸钾的用途，其特征在于：该晶体用于制成可见光到近红外光区的谐波发生器件。
4.如权利要求3所述的非线性光学晶体硼铌酸钾的用途，其特征在于：该晶体用于制成从可见光到近红外光区的光波导器件。
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| CN 200610000031 CN1995489A (zh) | 2006-01-05 | 2006-01-05 | 非线性光学晶体硼铌酸钾及其制备方法和用途 |
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| CN 200610000031 CN1995489A (zh) | 2006-01-05 | 2006-01-05 | 非线性光学晶体硼铌酸钾及其制备方法和用途 |
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| CN 200610000031 Pending CN1995489A (zh) | 2006-01-05 | 2006-01-05 | 非线性光学晶体硼铌酸钾及其制备方法和用途 |
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|---|---|
| CN (1) | CN1995489A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101514479B (zh) * | 2009-02-26 | 2011-06-22 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 大尺寸水合硼酸钾非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
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2006
- 2006-01-05 CN CN 200610000031 patent/CN1995489A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN101514479B (zh) * | 2009-02-26 | 2011-06-22 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 大尺寸水合硼酸钾非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
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| PB01 | Publication | ||
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Open date: 20070711 |