JPH0961864A - 非線形光学材料およびその製造方法 - Google Patents

非線形光学材料およびその製造方法

Info

Publication number
JPH0961864A
JPH0961864A JP21596395A JP21596395A JPH0961864A JP H0961864 A JPH0961864 A JP H0961864A JP 21596395 A JP21596395 A JP 21596395A JP 21596395 A JP21596395 A JP 21596395A JP H0961864 A JPH0961864 A JP H0961864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical material
nonlinear optical
boric acid
crystal
boric
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.)
Granted
Application number
JP21596395A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3763424B2 (ja
Inventor
Kazuhiro Yamada
田 一 博 山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP21596395A priority Critical patent/JP3763424B2/ja
Publication of JPH0961864A publication Critical patent/JPH0961864A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3763424B2 publication Critical patent/JP3763424B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 SHG(second harmonic generation)活性
な新規な非線形光学材料およびその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 BaAl2 2 7 で表され、その結晶
体が中心対称を有しない非線形光学材料。 炭酸バリウムと、酸化アルミニウムと、ホウ酸または
無水ホウ酸、あるいはアルミン酸バリウムと、ホウ酸
または無水ホウ酸を出発原料として結晶を成長させて上
記非線形光学材料を製造する非線形光学材料の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、SHG(second h
armonic generation)活性な新規な非線形光学材料およ
びその製造方法に関するものである。
【0002】
【発明の技術的背景】非線形光学材料、特にSHG活性
を示す非線形光学材料は、新しい光源の実現に直接結び
つくため活発に研究され多く公知となている。
【0003】このような公知材料のなかでもホウ酸系の
非線形光学材料は、透過波長域が紫外域まで広がってい
るものが多く、波長変換に利用して紫外線を発生できる
可能性があり、露光用光源や化学反応光源を実現するこ
とができる。しかしながら、現在まで知られているホウ
酸系材料は、β−ホウ酸バリウム(β−BaB
2 4)、ホウ酸リチウム(LiB3 5 )などに限ら
れており、今後の短波長光源実現に向けて、新しい材料
開発が待たれている。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、ホウ酸系の非線形光学材料で
あってSHG活性を示す新規な非線形光学材料およびそ
の製造方法を提供することを目的としている。
【0005】
【発明の概要】本発明に係る非線形光学材料は、BaA
2 2 7 で表され、その結晶体が中心対称を有しな
いことを特徴としている。
【0006】本発明の新規な非線形光学材料は、従来公
知のβ−BaB2 4 と同程度以上のSHG活性を示
す。本発明に係る非線形光学材料の第1の製造方法は、
(a)炭酸バリウムと、(b)酸化アルミニウムと、
(c)ホウ酸または無水ホウ酸とを出発原料として結晶
を成長させて上記のような非線形光学材料を製造するこ
とを特徴としている。
【0007】本発明において上記出発原料から非線形光
学材料を製造する方法としては、上記出発原料の混合粉
または混合粉の圧粉体を加熱し、融液または溶液にした
後これを冷却して結晶を成長させることにより結晶を成
長させる方法、上記出発原料の混合粉または混合粉の圧
粉体を900〜940℃で焼成することにより結晶を成
長させる方法などがある。
【0008】本発明に係る非線形光学材料の第2の製造
方法は、(d)アルミン酸バリウムと、(c)ホウ酸ま
たは無水ホウ酸とを出発原料として結晶を成長させるこ
とを特徴としている。
【0009】本発明において上記出発原料から非線形光
学材料を製造する方法としては、上記出発原料の混合粉
または混合粉の圧粉体を加熱し、融液または溶液にした
後これを冷却して結晶を成長させることにより結晶を成
長させる方法、上記出発原料の混合粉または混合粉の圧
粉体を900〜940℃で焼成することにより結晶を成
長させる方法などがある。
【0010】本発明の非線形光学材料の製造方法は、従
来公知の非線形光学材料と同程度以上のSHG活性を示
す非線形光学材料を容易に製造することができる。
【0011】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る非線形光学材
料およびその製造方法を具体的に説明する。本発明に係
る非線形光学材料は、次式で表される。
【0012】BaAl2 2 7 (元素比) この結晶は、従来単斜晶系空間群P2/C(JCPDS
29−144)と報告され、中心対称を有し、したがっ
てSHG不活性であるとされていた。本発明者らは、本
材料はSHG活性であること、したがって中心対称を有
しないこと及び実用的な材料であることを見出した。
【0013】本発明の非線形光学材料は、従来公知のβ
−BaB2 4 と同程度以上のSHG活性を示す。この
ような本発明の非線形光学材料は、たとえば、(a)炭
酸バリウム(BaCO3 )と、(b)酸化アルミニウム
(Al2 3 )と、(c)ホウ酸または無水ホウ酸(B
2 3 )とを出発原料として結晶を成長させることによ
り製造される。
【0014】前記出発原料の混合比は、モル比で
(a):(b)が1:0.8〜1:1.2、好ましくは
1:1であり、(a):(c)が1:0.8〜1:1.
3、好ましくは1:1である。
【0015】結晶を製造する方法としては、たとえばC
Z(チョクラルスキー)法、HTSG(HIGH TEMPERATU
RE SOLUTION GROWTH)法などの融液または溶液からの結
晶製造法が挙げられる。この場合、融液中でBa、A
l、Bの比がストイキオメトリック比になるような混合
比でもよいが、ホウ酸を含む系は融液の粘度が高いの
で、混合比をストイキオメトリック比からずらした融液
から結晶を成長させてもよい。
【0016】上記のような出発原料から単結晶を製造す
る方法として、具体的には、たとえば、前記出発物質を
上記のような比率で混合した混合物を白金坩堝に充填し
て1〜5℃/分の昇温速度で1000〜1100℃まで
加熱し、前記混合物を溶融する。この溶液または融液を
充分混合、反応させるため、しばらく高温の状態に保持
した後、融点近傍までゆっくり温度を下げる。次に、白
金線を融液表面に接触させ、温度を0.1〜1℃/時の
速度で下げて結晶を白金線に析出させる。なお、あらか
じめBaAl2 2 7 の結晶が準備できる場合は、白
金線に代えて結晶を用いることが好ましい。
【0017】本発明では、白金坩堝に充填する出発物質
として、前記出発物質の混合粉若しくは混合粉をプレス
成形した圧粉体、または混合粉焼成した焼成体若しくは
混合粉をプレス成形した圧粉体を焼成した焼成体を用い
ることができる。
【0018】また、本発明に係る非線形光学材料の多結
晶体を製造する方法として、具体的には、たとえば 前記出発物質を上記のような比率で混合した混合物を
5〜1000kg/cm2 程度の圧力でプレス成形した
ものを、450〜940℃、好ましくは800〜940
℃の温度で、1〜50時間、好ましくは10〜20時間
焼成し、得られた焼成物を1〜50μm程度に粉砕す
る。
【0019】次に、前記粉砕物を10〜1000kg
/cm2 程度の圧力でプレス成形しペレットを成形し、
このペレットをBaAl2 2 7 の融点以下である9
00〜940℃の温度で、10〜100時間、好ましく
は20〜50時間焼成して結晶を成長させる。このよう
にBaAl2 2 7 の融点以下で固相反応させること
によりセラミック状の多結晶体が得られる。
【0020】なお、本発明では、工程を省略し、工
程において粉砕物に代えて焼成していない前記出発物質
の混合物を用いてもよい。本発明の非線形光学材料は、
(d)アルミン酸バリウム(BaAl2 4 )と、
(c)ホウ酸または無水ホウ酸とを出発原料として結晶
を成長させることにより製造することもできる。
【0021】前記出発原料の混合比は、モル比で
(d):(c)が1:0.8〜1:1.3、好ましくは
1:1である。結晶を製造する方法としては、たとえば
CZ法、HTSG法などの融液または溶液からの結晶製
造法が挙げられる。この場合、融液中でBa、Al、B
の比がストイキオメトリック比になるような混合比でも
よいが、ホウ酸を含む系は融液の粘度が高いので、混合
比をストイキオメトリック比からずらした融液から結晶
を成長させてもよい。
【0022】上記のような出発原料から単結晶を製造す
る方法として、具体的には、たとえば、前記出発物質を
上記のような比率で混合した混合物を白金坩堝に充填し
て1〜5℃/分の昇温速度で1000〜1100℃まで
加熱し、前記混合物を溶融する。この溶液または融液を
充分混合、反応させるため、しばらく高温の状態に保持
した後、融点近傍までゆっくり温度を下げる。次に、白
金線を融液表面に接触させ、温度を0.1〜1℃/時の
速度で下げて結晶を白金線に析出させる。なお、あらか
じめBaAl2 2 7 の結晶が準備できる場合は、白
金線に代えて結晶を用いることが好ましい。
【0023】本発明では、白金坩堝に充填する出発物質
として、前記出発物質の混合粉若しくは混合粉をプレス
成形した圧粉体、または混合粉焼成した焼成体若しくは
混合粉をプレス成形した圧粉体を焼成した焼成体を用い
ることができる。
【0024】また、本発明に係る非線形光学材料の多結
晶体を製造する方法として、具体的には、たとえば 前記出発物質を上記のような比率で混合した混合物を
5〜1000kg/cm2 程度の圧力でプレス成形した
ものを、450〜940℃、好ましくは800〜940
℃の温度で、1〜50時間、好ましくは10〜20時間
焼成し、得られた焼成物を1〜50μm程度に粉砕す
る。
【0025】次に、前記粉砕物を10〜1000kg
/cm2 程度の圧力でプレス成形しペレットを成形し、
このペレットをBaAl2 2 7 の融点以下である9
00〜940℃の温度で、10〜100時間、好ましく
は20〜50時間焼成して結晶を成長させる。このよう
にBaAl2 2 7 の融点以下で固相反応させること
によりセラミック状の多結晶体が得られる。
【0026】なお、本発明では、工程を省略し、工
程において粉砕物に代えて焼成していない前記出発物質
の混合物を用いてもよい。このようにして得られたBa
Al2 2 7 は、XMA等の組成分析とX線回折によ
り同定することができる。
【0027】本発明の非線形光学材料の製造方法は、従
来公知の非線形光学材料と同程度以上のSHG活性を示
す非線形光学材料を容易に製造することができる。本発
明の非線形光学材料は、たとえば波長変換を利用した短
波長レーザーや各種の非線形光学素子に応用が可能であ
る。
【0028】本発明の非線形光学材料を単結晶化すれ
ば、基本波長の光をこの単結晶に入射し、単結晶の中で
変換された高調波光を取り出すことによって単波長光源
として利用できる。
【0029】また、本発明の非線形光学材料を焼結して
多結晶体のセラミック体にすれば、可視領域よりも長い
波長のレーザー光をこのセラミックス体に照射すること
により可視化できる。これは例えば、YAGを用いた
1.06μmの大出力レーザー光をこのセラミックス体
に照射すると0.53μmの可視光となり、大出力レー
ザー光のビーム形状や強度分布などのビーム性状を見る
ことができる。
【0030】
【発明の効果】本発明の非線形光学材料は、従来公知の
β−BaB2 4 と同程度以上のSHG活性を示す。
【0031】本発明の非線形光学材料の製造方法は、従
来公知の非線形光学材料と同程以上度のSHG活性を示
す非線形光学材料を容易に製造することができる。
【0032】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
【0033】
【実施例1】炭酸バリウム(BaCO3 )と酸化アルミ
ニウム(Al2 3 )と無水ホウ酸(B2 3 )とをモ
ル比で1:1:1となるように秤量し、混合したものを
10kg/cm2 の圧力でプレス成形してペレット(2
0mmφ×10mm)を作製した。このペレットを80
0℃で10時間焼成した後、粉砕して粒径を1〜50μ
mとし、再度10kg/cm2 の圧力でプレス成形して
ペレット(20mmφ×10mm)を作製し、900℃
で25時間焼成した。
【0034】得られたペレットのDTA測定と粉末X線
回折測定を行った結果、該ペッレットは単一相であり、
融点が970℃であることがわかった。また1.06μ
mのレーザーにより粉末SHG強度を調べるとβ−Ba
2 4 とほぼ同程度のSHG活性を示した。
【0035】
【実施例2】アルミン酸バリウム(BaAl2 4 )と
無水ホウ酸(B2 3 )とをモル比で1:1となるよう
に秤量し、混合した。その後白金坩堝に充填して4℃/
分の昇温速度で1000℃まで加熱し原料を溶融した。
この原料を充分に溶融した後、温度を980℃に下げ、
次に白金線を融液表面に接触させ、温度を0.5℃/時
の速度でゆるやかに下げて結晶を白金線に析出させた。
生成した析出物は、クラックが入っていて白濁していた
が透明なものもあった。
【0036】析出物のDTA測定と粉末X線回折測定を
行った結果、該析出物は単一相であった。また該析出物
から数mm角の透明部分を取り出し、1.06μmのレ
ーザーを照射したところ、0.53μmの緑色光を発生
した。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 BaAl2 2 7 で表され、その結晶
    体が中心対称を有しないことを特徴とする非線形光学材
    料。
  2. 【請求項2】(a)炭酸バリウムと、(b)酸化アルミ
    ニウムと、(c)ホウ酸または無水ホウ酸とを出発原料
    として結晶を成長させて請求項1に記載の非線形光学材
    料を製造することを特徴とする非線形光学材料の製造方
    法。
  3. 【請求項3】(a)前記炭酸バリウムと、(b)前記酸
    化アルミニウムと、(c)前記ホウ酸または無水ホウ酸
    との混合粉または混合粉の圧粉体を加熱し、融液または
    溶液にした後これを冷却して結晶を成長させることを特
    徴とする請求項2に記載の非線形光学材料の製造方法。
  4. 【請求項4】(a)前記炭酸バリウムと、(b)前記酸
    化アルミニウムと、(c)前記ホウ酸または無水ホウ酸
    との混合粉または混合粉の圧粉体を900〜940℃で
    焼成することにより結晶を成長させることを特徴とする
    請求項2に記載の非線形光学材料の製造方法。
  5. 【請求項5】(d)アルミン酸バリウムと、(c)ホウ
    酸または無水ホウ酸とを出発原料として結晶を成長させ
    て請求項1に記載の非線形光学材料を製造することを特
    徴とする非線形光学材料の製造方法。
  6. 【請求項6】(d)前記アルミン酸バリウムと、(c)
    前記ホウ酸または無水ホウ酸との混合粉または混合粉の
    圧粉体を加熱し、融液または溶液にした後これを冷却し
    て結晶を成長させることを特徴とする請求項5に記載の
    非線形光学材料の製造方法。
  7. 【請求項7】(d)前記アルミン酸バリウムと、(c)
    前記ホウ酸または無水ホウ酸との混合粉または混合粉の
    圧粉体を900〜940℃で焼成することにより結晶を
    成長させることを特徴とする請求項5に記載の非線形光
    学材料の製造方法。
JP21596395A 1995-08-24 1995-08-24 非線形光学材料およびその製造方法 Expired - Fee Related JP3763424B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21596395A JP3763424B2 (ja) 1995-08-24 1995-08-24 非線形光学材料およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21596395A JP3763424B2 (ja) 1995-08-24 1995-08-24 非線形光学材料およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0961864A true JPH0961864A (ja) 1997-03-07
JP3763424B2 JP3763424B2 (ja) 2006-04-05

Family

ID=16681148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21596395A Expired - Fee Related JP3763424B2 (ja) 1995-08-24 1995-08-24 非線形光学材料およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3763424B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3763424B2 (ja) 2006-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102337586B (zh) 化合物氟硼酸钡非线性光学晶体及其制备方法和用途
CN101545141B (zh) 硫化镓钡单晶体及其生长方法及其红外非线性光学器件
CN102976287B (zh) BaGa2GeSe6化合物、BaGa2GeSe6非线性光学晶体及制法和用途
CN101799609B (zh) 非线性光学晶体BaZnBO3F及其制备方法和用途
CN102838093B (zh) LiGaGe2Se6化合物、LiGaGe2Se6非线性光学晶体及制法和用途
US6391229B1 (en) Borate crystal, growth method of the same and laser equipment using the same
CN103361725A (zh) 化合物氯硼酸铅钡和氯硼酸铅钡非线性光学晶体及制备方法和用途
CN103950912A (zh) RbBa2(PO3)5化合物、RbBa2(PO3)5非线性光学晶体及其制法和用途
JP2019513684A (ja) テルル酸塩結晶及びその成長方法と使用
CN100523311C (zh) 钼酸碲钡晶体及其制备方法与应用
CN110396721B (zh) 氟硼铝酸铯化合物、氟硼铝酸铯非线性光学晶体及其制备方法和用途
CN103014868A (zh) 非线性光学晶体亚碲钼酸镉及其制备和用途
CN103030146B (zh) BaGa2SiSe6化合物、BaGa2SiSe6非线性光学晶体及制法和用途
JP3763423B2 (ja) 非線形光学材料およびその製造方法
JPH0961864A (ja) 非線形光学材料およびその製造方法
CN104651933B (zh) 氯硼酸钡及氯硼酸钡非线性光学晶体及制备方法和用途
CN1122732C (zh) 一种硼磷酸镁锌非线性光学晶体及其制备方法和用途
US6921498B2 (en) Nonlinear optical crystals of compound Na3La9B8O27 and producing method and uses thereof
CN104233468B (zh) Li4Sr(BO3)2化合物、Li4Sr(BO3)2非线性光学晶体及其制法和用途
CN114108085B (zh) 一种氟硼铝酸钡二阶非线性光学晶体及其制备方法和用途
JP2003137535A (ja) 希土類ホウケイ化物とその製造方法
CN107217302B (zh) 硒锑镓钡化合物、硒锑镓钡红外非线性光学晶体及其制备方法和用途
CN112390267B (zh) 化合物硼酸钡钠和硼酸钡钠非线性光学晶体及制备方法和用途
CN109056064A (zh) 一种Rb2Ba(PO3)5晶体生长的助熔剂及利用该助熔剂的晶体生长方法
CN117468091A (zh) 一种红外非线性光学晶体Rb4ZnV5O15Cl及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20060112

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees