LiNH4SO4晶体在深紫外准相位匹配光学器件上的应用及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种LiNH4SO4准相位匹配晶体的光学器件的制备方法和用途。LiNH4SO4晶体在制备深紫外准相位匹配光学器件上的应用。LiNH4SO4准相位匹配晶体具有短的紫外吸收截止边、适中的非线性光学效应、低折射率色散，物理化学性能稳定和机械性能好等优点，使得其能够在深紫外准相位匹配光学器件上得到应用。够在深紫外准相位匹配光学器件上得到应用。够在深紫外准相位匹配光学器件上得到应用。

【技术实现步骤摘要】
LiNH4SO4晶体在深紫外准相位匹配光学器件上的应用及其制备方法


[0001]本专利技术涉及LiNH4SO4晶体在深紫外准相位匹配光学器件上的应用及其制备方法。
技术背景
[0002]晶体的非线性光学效应是指这样一种效应：当一束具有某种偏振方向的激光按一定方向通过一块非线性光学晶体时，该光束的频率将发生变化。具有非线性光学效应的晶体称为非线性光学晶体。利用晶体的非线性光学效应，可以制成二次谐波发生器和上、下频率转换器以及光参量振荡器等非线性光学器件。在二阶非线性过程中，由于基频光和倍频光的波长不同导致在晶体中的传播速度不同引起相位差，使得能量在基频光和倍频光之间反复流动，无法实现有效的增强，称为相位失配。
[0003]目前，应用于紫外波段的非线性光学晶体主要基于双折射原理，使基频光和倍频光在某一方向上折射率相等，从而相位失配Δk＝0，称为双折射相位匹配。然而，双折射相位匹配存在对双折射要求较高，只能利用特定方向的非线性光学系数等缺点。通过在非线性光学晶体中以相干长度为周期构筑非线性系数周期反转的结构，使倍频光的相位每经过一个相干长度反转π，使能量不断由基频光流向倍频光，称为准相位匹配，与双折射相位匹配相比，准相位匹配具有对双折射要求低，可以提供的倒格矢更丰富等优点。
[0004]现有的准相位匹配晶体主要包括BaMgF4、LiNbO3、LiTaO3、KTiOPO4、LaBGeO5等，其中，LiNbO3、LiTaO3、KTiOPO4等晶体的截止边均在300nm以上，无法实现深紫外波段的输出，而LBGO、BaMgF4等晶体由于折射率色散较大，其在深紫外波段实现准相位匹配输出所需的极化周期很小，加工难度很高。因此，探索综合性能优异的深紫外准相位匹配晶体仍然是迫切而必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供LiNH4SO4晶体在深紫外准相位匹配光学器件上的应用及其制备方法。LiNH4SO4准相位匹配晶体具有短的紫外吸收截止边、适中的非线性光学效应、低折射率色散，物理化学性能稳定和机械性能好等优点，使得其能够在深紫外准相位匹配光学器件上得到应用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]LiNH4SO4晶体在深紫外准相位匹配光学器件上的应用。
[0008]一种准相位匹配光学器件，由所述的LiNH4SO4晶体制成。
[0009]准相位匹配光学器件的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)将LiNH4SO4晶体沿垂直于LiNH4SO4晶体b方向切割成薄片，将薄片的垂直于所述LiNH4SO4晶体b方向的两个表面进行抛光出，之后在这两个表面均匀涂覆银浆，接着放入极化用样品盒中；
[0011](2)然后将步骤(1)得到的晶体和极化用样品盒一起升温至140
‑
150℃，并施加4
‑
4.5kV的外加电压，保持10
‑
15min，完成晶片的单畴化；
[0012](3)然后将经步骤(2)的晶体表面的银浆去除，并在这两个表面镀制厚度和材料一致的金属膜，然后根据所述LiNH4SO4晶体的折射率色散方程计算得到的相干长度对其中的一面进行光刻，制备出相应的电极结构，形成极化所需的光栅电极；
[0013](4)然后利用高压脉冲电源对晶片施加多次方波电场，完成周期极化，最后去除晶片表面的金属膜，即得所述的准相位匹配光学器件。
[0014]优选地，所述的金属膜为厚度为80
‑
120nm的Cr或Al。
[0015]优选地，步骤(1)抛光后，所述薄片沿所述LiNH4SO4晶体b方向的厚度为1
‑
1.5mm。
[0016]较之前的现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0017](1)LiNH4SO4准相位匹配晶体具有短的紫外吸收截止边、适中的非线性光学效应、低折射率色散，物理化学性能稳定和机械性能好等优点；
[0018](2)本专利技术准相位匹配晶体制作的准相位匹配器件可用于若干高科技领域中，例如激光光刻、微加工、光化学、高分辨光谱分析等。
附图说明
[0019]图1是用LiNH4SO4晶体制成的一深紫外准相位匹配光学器件的工作原理图，其中1是激光器，2是入射激光束，3是由LiNH4SO4制成的深紫外准相位匹配光学器件，4是所产生的激光束，5是滤光片。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例及附图进一步描述本专利技术。本领域技术人员知晓，下述实施例不是对本专利技术保护范围的限制，任何在本专利技术基础上做出的改进和变化都在本专利技术的保护范围之内。
[0021]实施例1
‑
6是关于LiNH4SO4准相位匹配器件的制备。
[0022]实施例1
[0023]采用电场极化法得到LiNH4SO4准相位匹配器件，具体操作按下列步骤进行：
[0024]a)将LiNH4SO4晶体垂直b方向切割，抛光加工成厚度1mm的晶片，在晶片上下表面均匀涂覆银浆，放入极化用样品盒中；
[0025]b)将步骤1中的晶片升温至150℃，并施加4kV的外加电压，保持15min，完成晶片的单畴化。
[0026]c)将晶片表面的银浆去除，标记好正负面：+b面、
‑
b面，对晶片的+b面镀膜，用于镀膜的金属为Cr、Al或其他金属材料，厚度为100nm。对+b面进行光刻，制备出周期为6.8μm的电极结构，形成极化所需的光栅电极。
[0027]d)在晶片的
‑
b面镀上与+b面材料、厚度一致的金属膜作为负极，利用高压脉冲电源对晶片施加一定次数的方波电场，完成周期极化，去除晶片表面金属电极。得到转换波长为532nm到266nm的深紫外准相位匹配器件。
[0028]实施例2
[0029]采用电场极化法得到LiNH4SO4准相位匹配器件，具体操作按下列步骤进行：
[0030]a)将LiNH4SO4晶体垂直b方向切割，抛光加工成厚度1mm的晶片，在晶片上下表面均
匀涂覆银浆，放入极化用样品盒中；
[0031]b)将步骤1中的晶片升温至140℃，并施加4.5kV的外加电压，保持10min，完成晶片的单畴化。
[0032]c)将晶片表面的银浆去除，标记好正负面：+b面、
‑
b面，对晶片的+b面镀膜，用于镀膜的金属为Cr、Al或其他金属材料，厚度为100nm。对+b面进行光刻，制备出周期为1.4μm的电极结构，形成极化所需的光栅电极。
[0033]d)在晶片的
‑
b面镀上与+b面材料、厚度一致的金属膜作为负极，利用高压脉冲电源对晶片施加一定次数的方波电场，完成周期极化，去除晶片表面金属电极。得到转换波长为354.6nm到177.3nm的深紫外准相位匹配器件。
[0034]实施例3
[0035]采用电场极化法得到LiNH4SO4准相位匹配器件，具体操作按下列步骤进行：
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.LiNH4SO4晶体在制备深紫外准相位匹配光学器件上的应用。2.一种深紫外准相位匹配光学器件，其特征在于：由权利要求1所述的LiNH4SO4晶体制成。3.根据权利要求2所述的深紫外准相位匹配光学器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将LiNH4SO4晶体沿垂直于LiNH4SO4晶体b方向切割成薄片，将薄片的垂直于所述LiNH4SO4晶体b方向的两个表面进行抛光出，之后在这两个表面均匀涂覆银浆，接着放入极化用样品盒中；(2)然后将步骤(1)得到的晶体和极化用样品盒一起升温至140
‑
150℃，并施加4
‑
4.5kV的外加电压，保持10
‑
15min，完成晶片的单畴化；(3)然后将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵三根，罗军华，宋一鹏，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：