[发明专利]化合物锶硼氧氢和锶硼氧氢非线性光学晶体及制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物锶硼氧氢和锶硼氧氢非线性光学晶体及制备方法和用途，属于无机化学领域，也属于材料科学领域和光学领域。

技术背景

激光技术在国防、科研、工业和医疗等领域发挥日益重要的作用。非线性光学晶体材料是一种重要的光电信息功能材料，是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础，其发展程度与激光技术有密切的联系。非线性光学晶体材料可以改变激光的波长，转换激光频率，调节其强度和相位，实现激光信号的全息存储等。

近四十年来，人们在研究与探索非线性光学晶体材料方面做了大量探索研究工作，发现了一批性能优良的非线性光学晶体材料，如KBe₂BO₃F₂(KBBF)、β-BaB₂O₄(BBO)、LiB₃O₅(LBO)、CsLiB₆O₁₀(CLBO)、LiNBO₃(LN)、KTiOPO₄(KTP)。但是这些材料任然存在一些缺点，在生长技术和应用上还有这一定的限制，如KBBF具有层状生长习性，β-BBO在生长过程中有相变，LBO和CLBO晶体易潮解，LN晶体的损伤阈值低并对光折边损伤敏感，KTP也有光色损伤的敏感性。

基于此，各国科学家不断探索新的非线性光学晶体，以期得到质量优异、性能优良的激光晶体。本发明是提供一种锶硼氧氢非线性光学晶体材料及其制备方法和用途。

发明内容

本发明目的在于，为解决全固态激光系统对具有非线性光学效应的晶体材料的需要，提供一种化合物锶硼氧氢和锶硼氧氢非线性光学晶体及制备方法和用途，该化合物化学式为Sr₃B₉O₁₆(OH)B(OH)₃，分子量为694.99，采用水热法制备，所得产物为晶体；该晶体的化学式为Sr₃B₉O₁₆(OH)B(OH)₃，分子量为694.99，属于三方晶系，空间群为P31c，晶胞参数为Z＝2，采用水热法制备；该晶体生长过程具有操作简单，成本低，所用的试剂为无机原料，毒性低，生长周期短，物化性质稳定等优点。该晶体非线性光学效应约为1倍KDP；本发明的锶硼氧氢非线性光学晶体在倍频转换、光参量振荡器等非线性光学器件中得到广泛应用。

本发明所述的一种化合物锶硼氧氢，该化合物的化学式为Sr₃B₉O₁₆(OH)B(OH)₃，采用水热法制备，所得产物为晶体。

所述化合物锶硼氧氢的制备方法，采用水热法制备，具体操作按下列步骤进行：

a、将化合物Sr(NO₃)₂、SrF₂、H₃BO₃、LiOH·H₂O、NH₄NO₃分别加入特氟龙袋子中，然后密封特氟龙袋子，将密封后的特氟龙袋子放入体积为25ml的高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，然后向聚四氟乙烯内衬加入去离子水8ml，其中原料Sr(NO₃)₂和含硼化合物中BO₃^3-的摩尔比为0.2-1:3，原料SrF₂和含硼化合物中BO₃^3-的摩尔比为0.2-1:3；

b、将步骤a中装入特氟龙袋子的聚四氟乙烯内衬盖子旋紧，装入相应的高压反应釜中，将反应釜活塞旋紧；

c、将步骤b中的高压反应釜放置在恒温箱内，以温度10-20℃/h的升温速率升至200℃，恒温3-5天，再以温度2-10℃/h的速率降温至室温；

d、打开高压反应釜，将含有晶体的溶液过滤，用去离子水洗后得到化合物锶硼氧氢，所得产物为透明晶体。

一种锶硼氧氢非线性光学晶体，该晶体的分子式为Sr₃B₉O₁₆(OH)B(OH)₃，分子量为694.99，属于三方晶系，空间群为P31c，晶胞参数为Z＝2。

所述锶硼氧氢非线性光学晶体的制备方法，采用水热法制备晶体，具体操作按下列步骤进行: