[发明专利]硼铍酸盐化合物、硼铍酸盐非线性光学晶体及制法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及新型光电子功能材料及生长方法和用途，特别是涉及硼铍酸盐化合物、硼铍酸盐非线性光学晶体及制法和用途。

背景技术

非线性光学频率转换晶体主要用于激光倍频、和频、差频、光参量振荡和光参量放大等方面，从而拓宽了激光辐射波长的范围，开辟新的激光光源。

紫外激光通常是指波长小于400nm的激光。全固态激光器结构简单，产生的光束质量好，便于应用。随着光刻技术、精密仪器加工、激光医疗、光化学等领域的发展，对紫外相干光源的需求越来越迫切。由于很难直接得到紫外激光，全固态激光器产生紫外激光的关键，在于以可见/近红外固体激光为基频光源，通过非线性光学晶体进行频率转换。因此，探索性能优异的紫外非线性光学晶体具有重要的意义。

在非线性光学材料中，镧系稀土非线性光学晶体是一类研究广泛的晶体材料。因为镧系稀土离子半径接近，在配位结构上具有很大的相似性，因而可通过不同稀土原子的取代，得到一系列的同构型稀土化合物。常见的稀土硼酸盐晶体有RAl₃(BO₃)₄(R=Y、Gd)、ReCa₄O(BO₃)₃(Re=Y、Gd)和La₂CaB₁₀O₁₉等，作为紫外和可见非线性光学晶体具有广泛的应用前景。

本申请人曾获得并报道了硼铍酸钇化合物（YBe₂B₅O₁₁）及其非线性光学晶体的制备和应用。YBe₂B₅O₁₁晶体在紫外区具有较高的透过率和较大的倍频系数，是一种有前景的非线性光学材料。本发明采用La³⁺或Gd³⁺分别完全替代YBe₂B₅O₁₁晶体结构中的Y³⁺，获得了同构型的新化合物MBe₂B₅O₁₁(M=Gd或La)。选用La³⁺或Gd³⁺是因为其f层电子的排布方式分别为满壳层的f⁰及半满壳层的f⁷结构，外层电子比较稳定，不易发生电子跃迁；可避免在可见光及紫外光区发生本征吸收；MBe₂B₅O₁₁具有宽的波长透过范围，紫外截止边在200nm以下并具有适中的非线性系数，具有作为可见及紫外非线性光学晶体的潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硼铍酸盐化合物MBe₂B₅O₁₁，所述M为Gd或La；当M位Gd时，所述硼铍酸盐化合物为硼铍酸钆，其化学式为GdBe₂B₅O₁₁；当M为La时，所述硼铍酸盐化合物为硼铍酸镧，其化学式为LaBe₂B₅O₁₁。

本发明另一个目的在于提供化学式为GdBe₂B₅O₁₁的硼铍酸钆非线性光学晶体；和化学式为LaBe₂B₅O₁₁的硼铍酸镧非线性光学晶体。

本发明再一目的在于提供硼铍酸钆非线性光学晶体和硼铍酸镧非线性光学晶体的生长方法。

本发明又一个目的在于提供硼铍酸钆非线性光学晶体和硼铍酸镧非线性光学晶体的用途。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的硼铍酸盐化合物，其化学式为MBe₂B₅O₁₁，M为Gd或La。

下面写出硼铍酸盐化合物的制备方法

所述的硼铍酸盐化合物MBe₂B₅O₁₁(M=Gd、La)两种化合物，可采用固相合成方法在高温下烧结来获得，其反应方程式为：