系列碱金属硼磷酸盐化合物及碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及系列碱金属硼磷酸盐化合物及碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体及其制备方法和用途，该系列化合物及其晶体化学通式均为A3B

【技术实现步骤摘要】
系列碱金属硼磷酸盐化合物及碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及系列碱金属硼磷酸盐化合物及碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体的制备方法和利用该系列晶体制作的非线性光学器件。
技术背景
[0002]波长在200至150nm之间的深紫外相干光因其在半导体光刻、激光微加工和现代科学仪器中的潜在应用而变得越来越重要。对于固态激光器，获得深紫外相干光是通过非线性光学晶体的级联变频技术实现的。然而，对于适用的深紫外非线性光学晶体，它必须满足以下苛刻的结构和性能要求，包括i)非中心对称结构；ii)大二阶非线性光学系数(d
ij
)，至少与KDP的d
36
相当；iii)深紫外区域的高透明度，紫外线截止波长尽可能短；iv)中等双折射(
△
n＝0.05
–
0.10)，以满足紫外或深紫外区域二次谐波产生的相位匹配条件；和v)易于生长、无毒、化学稳定性和良好的机械性能。然而，由于上述一些属性矛盾的是，大禁带材料往往表现出较小的倍频响应和双折射，设计和合成深紫外非线性光学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.系列碱金属硼磷酸盐化合物，其特征在于，该系列碱金属硼磷酸盐化合物的分子通式为A3B
11
P2O
23
，其中A＝K,Rb,Cs,NH4，分子式分别为K3B
11
P2O
23
、Rb3B
11
P2O
23
、Cs3B
11
P2O
23
或(NH4)3B
11
P2O
23
，分子量分别为666.15，805.26，947.57和602.97。2.系列碱金属硼磷酸盐化合物的制备方法，其特征在于，采用固相反应法或水热法制备。3.根据权利要求2所述的系列碱金属硼磷酸盐化合物的制备方法，其特征在于：所述固相反应法制备A3B
11
P2O
23
，其中A＝K,Rb,Cs,NH4化合物的具体操作如下：将含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物、含硼化合物、含磷化合物混合均匀，研磨后放入马弗炉中煅烧，期间经过多次研磨煅烧，制得系列碱金属硼磷酸盐化合物单相多晶粉末，其中，含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物中元素A、含硼化合物中元素硼、含磷化合物中元素磷的摩尔比为2.5
‑
3.5:10.5
‑
11.5:1.5
‑
2.5；所述水热法制备A3B
11
P2O
23
，其中A＝K,Rb,Cs,NH4化合物的具体操作如下：将含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物、含硼化合物和含磷化合物加入到高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，再加入去离子水和矿化剂，使其充分混合均匀，得到混合液，其中含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物、含硼化合物、含磷化合物摩尔比为1
‑
4:10
‑
12:1
‑
3。将聚四氟乙烯内衬装入高压釜中，并将高压釜置于恒温箱中加热，恒温一段时间，再冷却降温，将含有粉末的溶液过滤，即得到系列碱金属硼磷酸盐化合物；上述所述含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物，包括AOH、A2O、碱金属盐中的至少一种，碱金属盐包括AF、ACl、ABr、ANO3、A2C2O4、A2CO3、AHCO3、A2SO4中的至少一种，其中A＝K,Rb,Cs,NH4；所述含硼化合物，包括B2O3、H3BO3及硼酸盐中的至少一种；硼酸盐包括ABO2、ABO3、A3BO3、A2B4O7、中的至少一种，其中A＝K,Rb,Cs,NH4；所述含磷化合物，包括P2O5、H3PO4及磷酸盐；磷酸盐包括AH2PO4、A2HPO4、A3PO4、A2H2P2O7、A4P2O7中的至少一种，其中A＝K,Rb,Cs,NH4。4.系列碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体，其特征在于该系列晶体化学式为A3B
11
P2O
23
(A＝K,Rb,Cs,NH4)，分子式分别为K3B
11
P2O
23
、Rb3B
11
P2O
23
、Cs3B
11
P2O
23
或(NH4)3B
11
P2O
23
，均结晶于三方晶系，空间群R3，晶胞参数为α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝120
°
，Z＝3。5.权利要求4所述的系列碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，采用高温熔液法、水热法和溶液法生长系列碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体。6.根据权利要求5所述系列碱金属硼磷酸盐非线性光学晶体的制备方法，其特征在于：所述高温熔液法生长A3B
11
P2O
23
，其中A＝K,Rb,Cs,NH4非线性光学晶体的具体操作如下：将系列碱金属硼磷酸盐化合物单相多晶粉末或系列碱金属硼磷酸盐化合物单相多晶粉末与助熔剂的混合物，或直接将含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物、含硼化合物和含磷化合物的混合物或含A＝K,Rb,Cs,NH4化合物、含硼化合物和含磷化合物与助熔剂的混合物，升温至熔化得到混合熔液；然后将盛有混合熔液的坩埚置入晶体生长炉中加热，降温至...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞洪伟，刘浩囡，吴红萍，胡章贵，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：