一种具有大倍频效应的深紫外透明硫酸盐晶体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种具有大倍频效应的深紫外透明硫酸盐晶体。所述硫酸盐晶体的化学式为M

【技术实现步骤摘要】
一种具有大倍频效应的深紫外透明硫酸盐晶体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于晶体材料
，涉及一种具有大倍频效应的深紫外透明硫酸盐晶体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]深紫外全固态激光光源在激光光刻、激光武器、精密机加工等领域都具有重要的应用价值。随着激光科学和激光技术的不断发展，对深紫外全固态激光光源的需求与日俱增，而深紫外非线性光学晶体作为深紫外全固态激光光源的核心部件，其研究至关重要。为此，科研工作者开展了大量探索工作，也相继发现了众多新型晶体，然而受限于晶体的固有双折射率，大量晶体无法实现深紫外相位匹配输出，迫切需要开发新型深紫外非线性光学晶体。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种硫酸盐晶体，所述硫酸盐晶体的化学式为M
x
M
′
y
M
″
z
(SO4)
(x/2+y/2+z/2)
，其中M选自碱金属，M
′
选自碱金属或铵根离子，M
″
选自碱金属或铵根离子；其中x为1或2，y为1或2，z为1或2。
[0004]根据本专利技术的实施方案，所述碱金属选自锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)和铯(Cs)中的至少一种。
[0005]根据本专利技术的实施方案，所述硫酸盐晶体为Li2NH4Rb(SO4)2晶体。
[0006]根据本专利技术的实施方案，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体为正交结构，空间群为Pna21，晶胞参数为α＝β＝γ＝90
°
。
[0007]优选地，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体为深紫外透明材料。
[0008]优选地，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体具有基本如图1所示的晶体结构。
[0009]优选地，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体具有基本如图2a所示的透过光谱。
[0010]优选地，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体具有基本如图2b所示的倍频效应。
[0011]优选地，所述硫酸盐晶体的截止吸收边小于200nm，例如为164nm。即所述硫酸盐晶体具有大的深紫外透明窗口。
[0012]本专利技术还提供如上所述硫酸盐晶体M
x
M
′
y
M
″
z
(SO4)
(x/2+y/2+z/2)
的制备方法，包括如下步骤：称取含M，M
′
和M
″
的硫酸盐原料，加水溶解，于干燥箱内以10～30℃/小时的速率升温至50～90℃，保温0.5～6天，然后以5～15℃/小时的速率降至0～40℃，得到目标晶体。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述方法为水溶液法。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述水溶液法包括以下步骤：
[0015]按照一定比例称取硫酸盐原料，溶于去离子水中，搅拌均匀后，于干燥箱内经升温、保温、降温后得到目标晶体。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述硫酸盐原料为(NH4)2SO4、Li2SO4、Na2SO4、K2SO4、Rb2SO4、Cs2SO4中的至少两种；优选为Li2SO4、(NH4)2SO4和Rb2SO4；
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述升温为将温度升至50～80℃，例如60℃、80℃；
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述保温的时间为2～5天，如3天；
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述降温为将温度降为20～40℃，如20～30℃。
[0020]根据本专利技术的实施方案，升温和降温的速率可以相同或不同，独立地选自10～30℃/小时，例如20℃/小时。例如，升温速率为30℃/小时，降温速率为10℃/小时。
[0021]根据本专利技术的实施方案，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体采用如下方法制备：
[0022]称取摩尔比为2:1:3的Li2SO4、Rb2SO4和(NH4)2SO4，加水溶解，于干燥箱内以10～30℃/小时的速率升温至50～90℃，保温0.5～6天，然后以5～15℃/小时的速率降至0～40℃，得到目标晶体。
[0023]在本专利技术一个具体的实施方案中，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体采用如下方法制备：
[0024]称取摩尔比为2:1:3的Li2SO4、Rb2SO4和(NH4)2SO4，加水溶解，于干燥箱内以30℃/小时的速率升温至80℃，保温2天，然后以10℃/小时的速率降至室温，得到目标晶体。
[0025]本专利技术还提供如上所述硫酸盐晶体M
x
M
′
y
M
″
z
(SO4)
(x/2+y/2+z/2)
在激光光刻、激光武器、精密机加工领域中的用途。
[0026]根据本专利技术的实施方案，所述硫酸盐晶体M
x
M
′
y
M
″
z
(SO4)
(x/2+y/2+z/2)
为Li2NH4Rb(SO4)2晶体。
[0027]有益效果
[0028]本专利技术提供的硫酸盐晶体为大倍频效应的深紫外透明非线性光学晶体，具有短的深紫外截止吸收边和宽的透光波段、较大的倍频效应及稳定的物理化学性能，是一种优良的光电功能晶体。
附图说明
[0029]图1是实施例中Li2NH4Rb(SO4)2晶体的晶体结构；
[0030]图2是实施例中Li2NH4Rb(SO4)2晶体的透过光谱(a)和粉末倍频效应(b)。
具体实施方式
[0031]下文将以Li2NH4Rb(SO4)2晶体为例结合具体实施例对本专利技术的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本专利技术，而不应被解释为对本专利技术保护范围的限制。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均涵盖在本专利技术旨在保护的范围内。
[0032]除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
[0033]实施例1Li2NH4Rb(SO4)2晶体的水溶液法生长
[0034]称取分析纯Li2SO4(1.10g)、Rb2SO4(1.33g)和(NH4)2SO4(1.98g)初始原料于100ml烧杯中进行混合，再加入40ml去离子水至原料全部溶解，搅拌均匀，于干燥箱内以30℃/小时的速率升温至80℃，保温两天，然后以10℃/小时的速率降至室温，得到Li2NH4Rb(SO4)2晶体，其晶体结构如图1所示。其晶体结构参数为：正交结构，空间群为Pna21，晶胞参数为，晶胞参数为α＝β＝γ＝90
°
。
[0035]实施例2Li2NH4Rb(SO4)2晶体的光学性能表征
[0036](1)室温下，采用McPherson2000真空紫外线吸收能谱仪和Lambda950紫外/可见/近红外分光光度计表征了所得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸盐晶体，其特征在于，所述硫酸盐晶体的化学式为M
x
M
′
y
M
″
z
(SO4)
(x/2+y/2+z/2)
，M选自碱金属，M
′
选自碱金属或铵根离子，M
″
选自碱金属或铵根离子；其中x为1或2，y为1或2，z为1或2。2.根据权利要求1所述的硫酸盐晶体，其特征在于，所述硫酸盐晶体为Li2NH4Rb(SO4)2晶体。3.根据权利要求2所述的硫酸盐晶体，其特征在于，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体为正交结构，空间群为Pna21，晶胞参数为，晶胞参数为α＝β＝γ＝90
°
。4.根据权利要求2或3所述的硫酸盐晶体，其特征在于，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体具有基本如图1所示的晶体结构。5.根据权利要求4所述的硫酸盐晶体，其特征在于，所述Li2NH4Rb(SO4)2晶体具有基本如图2a所示的透过光谱。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祖建，徐俊鑫，何超，苏榕冰，杨晓明，张文杰，
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：